安川工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系介紹

上圖為 MOTOMAN 六關(guān)節(jié)型機(jī)器人，它由腰關(guān)節(jié) S、大臂關(guān)節(jié) L、小臂關(guān)節(jié) U 和腕關(guān)節(jié) R， B，T 組成。因而機(jī)器人末端執(zhí)行器的空間位置可以表示為 P（S,L,U,R,B,T），其中 S,L,U,R,B,T為該位置機(jī)器人各關(guān)節(jié)相對于關(guān)節(jié)零點(diǎn)的坐標(biāo)。另外，直角坐標(biāo)系下，位置 P 還可以表示為 P （X,Y,Z,TX,TY,TZ），其中 X，Y，Z 表示 P 點(diǎn)的位置，TX，TY，TZ 表示 P 點(diǎn)的位姿。

MOTOMAN 內(nèi)部坐標(biāo)系有關(guān)節(jié)坐標(biāo)系（Joint coordination）、機(jī)器人坐標(biāo)系（Robot coordination）、基坐標(biāo)系（Base coordination）和用戶坐標(biāo)系（User coordination）四種，后三種都是直角坐標(biāo)系。在示教過程中保存的點(diǎn)都是用關(guān)節(jié)坐標(biāo)表示的。用戶可以在機(jī)器人內(nèi)部建立自己的用戶坐標(biāo)系，在示教之后，利用內(nèi)部指令把示教文件（Specified job）轉(zhuǎn)換成用戶坐標(biāo)系下的相對文件（Related job），這樣就可以得到示教點(diǎn)在用戶坐標(biāo)系下的坐標(biāo)了。如此以來，在用戶坐標(biāo)系下，就很方便做一些處理。

MOTOMAN 機(jī)器人運(yùn)動控制指令介紹

1、 點(diǎn)位控制（Point To Point Control，簡稱：PTP 控制）

這種方式僅控制機(jī)器人操作手起始點(diǎn)和所應(yīng)到達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)的位置及姿態(tài)，而不控制起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)所經(jīng)過的運(yùn)動軌跡。其特點(diǎn)是：僅保證有限個中間點(diǎn)和終點(diǎn)的位姿精度，控制方式簡單，運(yùn)動速度較快。采用該運(yùn)動控制方式的機(jī)器人大多用于點(diǎn)焊、物料搬運(yùn)等作業(yè)以及機(jī)器人的空行程運(yùn)動。

2、 連續(xù)軌跡控制（Continuous Path Control，簡稱：CP 控制）

這種方式按照連續(xù)運(yùn)動所經(jīng)過的運(yùn)動軌跡來控制，機(jī)器人可按規(guī)定的速度、規(guī)定的路線實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)而正確的運(yùn)動。其特點(diǎn)是：能夠保證所規(guī)劃的路徑上各點(diǎn)的位姿精度，運(yùn)動平穩(wěn)，但控制方式相對復(fù)雜。采用該運(yùn)動控制方式的機(jī)器人大多用于弧焊、切割等作業(yè)。

對于 MOTOMAN 六關(guān)節(jié)焊接機(jī)器人來說，它主要采用的是 PTP 控制和 CP 控制。其內(nèi)部的機(jī)器人運(yùn)動指令主要有：

1、MOVJ（關(guān)節(jié)運(yùn)動）

此命令屬于點(diǎn)位控制，它只控制起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的精確位置和姿態(tài)，而不關(guān)心運(yùn)動過程中的實(shí)際路徑，且在運(yùn)動時，各關(guān)節(jié)馬達(dá)同時啟動同時停止，通常用于調(diào)整位置時的空行程運(yùn)動。

2、MOVL（直線運(yùn)動）

此命令屬于連續(xù)軌跡控制，實(shí)現(xiàn)的是點(diǎn)到點(diǎn)間的直線移動，是通過對兩點(diǎn)的直線插補(bǔ)來確定中間點(diǎn)的位置，從而實(shí)現(xiàn)精確的直線運(yùn)動。

3、MOVC（圓弧運(yùn)動）

此命令屬于連續(xù)軌跡控制，首先對空間示教的三點(diǎn)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，擬合出機(jī)器人圓弧運(yùn)動的軌跡，然后根據(jù)該軌跡對機(jī)器人實(shí)現(xiàn)連續(xù)的位置控制。

在 MOTOMAN 機(jī)器人內(nèi)部，運(yùn)動控制采用的格式通常為：

MOV* PT，V

其中 MOV*代表 MOVJ,MOVL,MOVC，PT 代表相應(yīng)的機(jī)器人示教點(diǎn)，V 代表機(jī)器人運(yùn)動的平均速度。

總結(jié)

對 MOTOMAN 機(jī)器人的使用經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MOVL 指令的執(zhí)行，是在標(biāo)稱時間內(nèi)完成的（標(biāo)稱時間根據(jù)兩點(diǎn)間的距離和標(biāo)稱速度求得， =ts/v），也就說 MOVL 指令整個執(zhí)行時的加速、勻速和減速是在標(biāo)稱時間內(nèi)完成的。并且執(zhí)行兩條 MOVL 指令時，段間的速度圓滑并不影響實(shí)際執(zhí)行時間等于標(biāo)稱時間。這就為后續(xù)按標(biāo)稱時間分別控制變位機(jī)和機(jī)器人運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)作業(yè)提供了可能。后續(xù)圓弧協(xié)調(diào)焊接中，用小線段擬合了機(jī)器人的焊接軌跡，然后根據(jù)設(shè)定的標(biāo)稱速度求得標(biāo)稱時間，最后根據(jù)標(biāo)稱時間去控制變位機(jī)運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)了與機(jī)器人時間上的統(tǒng)一。

編輯：黃飛

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