第 4章 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃 2020/10/16 主要內(nèi)容 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 軌跡規(guī)劃問(wèn)題與性能指標(biāo) 常用機(jī)器人路徑控制方式 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 1 2 3 4 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 知識(shí)目標(biāo) 了解機(jī)器人軌跡規(guī)劃的基本概念。 熟悉機(jī)器人軌跡規(guī)劃的性能指標(biāo)。 掌握機(jī)器人的路徑控制方式。 掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃的基本方法 。 2. 技能目標(biāo) 能夠進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)軌跡示教及程序編寫與調(diào)試。 能夠進(jìn)行連續(xù)路徑軌跡示教及程序的編寫與調(diào)試。 能夠進(jìn)行復(fù)雜軌跡的程序編寫與調(diào)試。 3. 情感目標(biāo) 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、規(guī)范操作的意識(shí)。 培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。 任務(wù) 1 軌跡規(guī)劃問(wèn)題與性能指標(biāo) 【任務(wù)描述】 在本次任務(wù)中需要了解清楚軌跡規(guī)劃的重要性，軌跡規(guī)劃的基本概念和方式。路徑 和軌跡規(guī)劃與受到控制的機(jī)器人從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的方法有關(guān)。路徑與軌跡 規(guī)劃既要用到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)，也要用到機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)。本任務(wù)主要討論機(jī) 器人的軌跡規(guī)劃問(wèn)題和性能指標(biāo)。 任務(wù) 1 軌跡規(guī)劃問(wèn)題與性能指標(biāo) 【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、軌跡規(guī)劃問(wèn)題 工業(yè)機(jī)器人廣泛的被用在各種行業(yè)應(yīng)用中來(lái)實(shí)現(xiàn)快速、精確和高質(zhì)量的生產(chǎn)任務(wù)。 在抓取和放置操作，工業(yè)機(jī)器人的法蘭盤工具必須在工作空間中兩個(gè)特定的位置之間移 動(dòng)，而它在兩者之間的路徑卻不被關(guān)心。在路徑追蹤應(yīng)用中，比如焊接，切削，噴涂等， 法蘭盤末端工具必須在盡可能保持額定的速度下，在三維空間中遵循特定的軌跡運(yùn)動(dòng)。 用工具坐標(biāo)系相對(duì)于工件坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)來(lái)描述作業(yè)路徑是一種通用的作業(yè)描述方法。 它把作業(yè)路徑描述與具體的工業(yè)機(jī)器人、手爪或工具分離開(kāi)來(lái)，形成了模型化的作業(yè)描 述方法，從而使這種描述既適用于不同的機(jī)器人，也適用于在同一機(jī)器人上裝夾不同規(guī) 格的工具。 關(guān)節(jié)空間中拾取操作的軌跡規(guī)劃，只是限定軌跡函數(shù)的啟動(dòng)和終止兩個(gè)極限位置， 對(duì)于函數(shù)曲線沒(méi)有強(qiáng)制性，因此，我們也就有很大的自由度選擇軌跡函數(shù)。 任務(wù) 1 軌跡規(guī)劃問(wèn)題與性能指標(biāo) 【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、軌跡規(guī)劃性能指標(biāo)分析 在進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求是工業(yè)機(jī)器人工作考慮的首要因素，同時(shí)還要綜 合考慮工業(yè)機(jī)器人的工作轉(zhuǎn)速、質(zhì)量以及載荷的大小等多種因素。 1. 最大速度：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度。 2. 最大加速度：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)加速度最大值的大小，是影響機(jī)器人動(dòng)力特性的主要因素。 3. 最大沖擊：機(jī)器人沖擊最大值的大小對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)力特性有很大的影響，會(huì)直接 影響機(jī)器人系統(tǒng)的殘余振動(dòng)，影響機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性。 4. 軌跡規(guī)劃曲線的高階導(dǎo)數(shù)：加速度曲線能不能連續(xù)決定了軌跡規(guī)劃曲線能否接受剛性 和柔性的沖擊，而加速度的導(dǎo)數(shù)曲線一一沖擊曲線是否連續(xù)，若其不連續(xù)，則沖擊曲 線的改變值的多少對(duì)機(jī)器人動(dòng)力特性有很大的影響。 任務(wù) 1 軌跡規(guī)劃問(wèn)題與性能指標(biāo) 【拓展與提高】 機(jī)器人的作業(yè)過(guò)程可用手部位姿結(jié)點(diǎn)序列來(lái)規(guī)定，每個(gè)結(jié)點(diǎn)可用工具坐標(biāo)系相對(duì)于 作業(yè)坐標(biāo)系的齊次變換來(lái)描述。相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量可用運(yùn)動(dòng)學(xué)反解程序計(jì)算。 如圖 4-2所示的機(jī)器人插螺栓作業(yè)，要求把螺栓從槽中取出并放入托架的一個(gè)孔中， 用符號(hào)表示沿軌跡運(yùn)動(dòng)的各結(jié)點(diǎn)的位姿，使機(jī)器人能沿虛線運(yùn)動(dòng)并完成作業(yè)。設(shè)定 Pi (i=0， l， 2， 3， 4， 5)為氣動(dòng)手爪必須經(jīng)過(guò)的直角坐標(biāo)結(jié)點(diǎn)。參照這些結(jié)點(diǎn)的位姿將作業(yè)描述為 如表 4-2所示的手部的一連串運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。 圖 4-2機(jī)器人插螺栓作業(yè)的軌跡 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【任務(wù)描述】 本次任務(wù)主要是了解工業(yè)機(jī)器人控制中的路徑生成問(wèn)題，以及路徑控制的分類。針 對(duì) ABB的工業(yè)機(jī)器人路徑運(yùn)動(dòng)，主要介紹其運(yùn)動(dòng)控制指令。 【知識(shí)儲(chǔ)備】 運(yùn)動(dòng)軌跡是機(jī)器人為完成某一作業(yè)，工具中心點(diǎn)（ TCP）所掠過(guò)的路徑，是機(jī)器示 教的重點(diǎn)。從運(yùn)動(dòng)方式上看，工業(yè)機(jī)器人具有點(diǎn)到點(diǎn)（ PTP）運(yùn)動(dòng)和連續(xù)路徑（ CP）運(yùn) 動(dòng) 2種形式。按運(yùn)動(dòng)路徑種類區(qū)分，工業(yè)機(jī)器人具有直線和圓弧 2種動(dòng)作類型。 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、點(diǎn)位控制方式 (Point To Point) 這種控制方式的特點(diǎn)是只控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中某些規(guī)定的離散 點(diǎn)上的位姿，如圖 4-3所示?？刂茣r(shí)只要求工業(yè)機(jī)器人快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)相鄰各點(diǎn)之間的 運(yùn)動(dòng) ,而對(duì)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡則不作任何規(guī)定。 A B C D E 圖 4-3 點(diǎn)位控制方式示意圖 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 二、連續(xù)軌跡控制方式 (Continuous Point) 這種控制方式的特點(diǎn)是連續(xù)地控制工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器在作業(yè)空間中的位姿，如 圖 4-4所示。要求其嚴(yán)格按照預(yù)定的軌跡和速度在一定的精度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而且速度可控， 軌跡光滑，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以完成作業(yè)任務(wù)。 圖 4-4 連續(xù)軌跡控制方式示意圖 A B C D E 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 1. MoveL讓機(jī)器人作直線運(yùn)動(dòng) MoveL用來(lái)讓機(jī)器人 TCP直線運(yùn)動(dòng)到給定的目標(biāo)位置，如圖 4-5示意。當(dāng) TCP仍舊固 定的時(shí)候，該指令也可以重新給工具定方向。該指令只能用在主任務(wù) T_ROB1，或者多運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)任務(wù)中。 圖 4-5 直線運(yùn)動(dòng)示意圖 p 1 p 2 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 1. MoveL讓機(jī)器人作直線運(yùn)動(dòng) 指令書(shū)寫格式為： MoveL Conc ToPoint ID Speed V | T Zone Z Inpos Tool WObj Corr Conc ：并發(fā)事件，數(shù)據(jù)類型： switch ToPoint：數(shù)據(jù)類型為 robtarget ID ：同步 ID，數(shù)據(jù)類型： identno Speed：數(shù)據(jù)類型為 speeddata V：速度，數(shù)據(jù)類型： num T：時(shí)間，數(shù)據(jù)類型： num Zone：數(shù)據(jù)類型為 zonedata 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 1. MoveL讓機(jī)器人作直線運(yùn)動(dòng) 指令書(shū)寫格式為： Z： Zone，數(shù)據(jù)類型： num Inpos ：到位，數(shù)據(jù)類型： stoppointdata（停止點(diǎn)數(shù)據(jù)） Tool：數(shù)據(jù)類型為 tooldata Wobj：工作對(duì)象，數(shù)據(jù)類型為 wobjdata Corr ：改正，數(shù)據(jù)類型： switch 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 2. MoveJ 通過(guò)關(guān)節(jié)移動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人 當(dāng)運(yùn)動(dòng)不必是直線的時(shí)候， MoveJ用來(lái)快速將機(jī)器人從一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)，如 圖 4-6示意。機(jī)器人和外部軸沿著一個(gè)非直線的路徑移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，所有軸同時(shí)到達(dá)目標(biāo) 點(diǎn)。該指令只能用在主任務(wù) T_ROB1中，或者在多運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)任務(wù)中。 MoveJ Conc ToPoint ID Speed V | T Zone Z Inpos Tool WObj p 1 p 2 圖 4-6 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)示意圖 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 3. MoveC 讓機(jī)器人做圓弧運(yùn)動(dòng) 該指令用來(lái)讓機(jī)器人 TCP沿圓弧運(yùn)動(dòng)到一個(gè)給定的目標(biāo)點(diǎn)，如圖 4-7示意。在運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中，相對(duì)圓的方向通常保持不變。該指令只能在主任務(wù) T_ROB1中使用，在多運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 中的運(yùn)動(dòng)任務(wù)中使用。 該指令的基本范例說(shuō)明如下： MoveC Conc CirPoint ToPoint ID Speed V | T Zone z Inpos Tool Wobj Corr 圖 4-7 圓弧運(yùn)動(dòng)示意圖 p 1 起點(diǎn) p 2 圓弧上 的點(diǎn) p 1 終點(diǎn) 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、常用軌跡運(yùn)動(dòng)控制指令 4. MoveAbsJ把機(jī)器人移動(dòng)到絕對(duì)軸位置 MoveAbsJ（絕對(duì)關(guān)節(jié)移動(dòng)）用來(lái)把機(jī)器人或者外部軸移動(dòng)到一個(gè)絕對(duì)位置，該位 置在軸定位中定義。機(jī)器人和外部軸沿著一個(gè)非直線的路徑移動(dòng)到目標(biāo)位置，所有軸在 同一時(shí)間運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。 MoveAbsJ指令中機(jī)器人的最終位置，既不受工具或者工作對(duì)象的影響，也不受激 活程序更換的影響，但是機(jī)器人要用到這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算負(fù)載、 TCP 速度和轉(zhuǎn)角點(diǎn)。相同 的工具可以被用在相鄰的運(yùn)動(dòng)指令中。該指令只能被用在主任務(wù) T_ROB1中，或者在多運(yùn) 動(dòng)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)任務(wù)中。 圖 4-7 圓弧運(yùn)動(dòng)示意圖 任務(wù) 2 常用機(jī)器人路徑控制方式 【拓展與提高】 在進(jìn)行軌跡示教時(shí)，直線軌跡示教 2個(gè)程序點(diǎn)（直線起始點(diǎn)和直線結(jié)束點(diǎn)）；圓弧軌 跡示教 3個(gè)程序點(diǎn)（圓弧起始點(diǎn)、圓弧中間點(diǎn)和圓弧結(jié)束點(diǎn)）。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教主要是確認(rèn)程序點(diǎn)的屬性。每個(gè)程序點(diǎn)主要包含： 位置坐標(biāo)：描述機(jī)器人 TCP的 6個(gè)自由度（ 3個(gè)平動(dòng)自由度和 3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）。 插補(bǔ)方式：機(jī)器人再現(xiàn)時(shí)，從前一程序點(diǎn)移動(dòng)到當(dāng)前程序點(diǎn)的動(dòng)作類型。 再現(xiàn)速度：機(jī)器人再現(xiàn)時(shí)，從前一程序點(diǎn)移動(dòng)到當(dāng)前程序點(diǎn)的速度。 空走點(diǎn)：指從當(dāng)前程序點(diǎn)移動(dòng)到下一程序點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程不需要實(shí)施作業(yè)，用于示教除 作業(yè)開(kāi)始點(diǎn)和作業(yè)中間點(diǎn)之外的程序點(diǎn)。 作業(yè)點(diǎn)：指從當(dāng)前程序點(diǎn)移動(dòng)到下一程序點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程需要實(shí)施作業(yè)，用于作業(yè)開(kāi)始 點(diǎn)和作業(yè)中間點(diǎn)。 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【任務(wù)描述】 本任務(wù)主要討論連續(xù)路徑的無(wú)障礙的軌跡規(guī)劃方法。軌跡規(guī)劃器可形象地看成為一 個(gè)黑箱如圖 4-8所示，其輸入包括路徑的 “設(shè)定 ”和 “約束 ”，輸出的是操作臂末端手部的 “位 姿序列 ”，表示手部在各離散時(shí)刻的中間形位。 路徑規(guī)劃器路徑設(shè)定 路徑約束 動(dòng)力學(xué)約束 圖 4-8 路徑規(guī)劃示意圖 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、軌跡規(guī)劃基本方法分類 在工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行工具的軌跡路徑控制方法中，最常用的軌跡規(guī)劃方法有兩種： 第 種方法要求用戶對(duì)于選定的軌跡結(jié)點(diǎn) (插值點(diǎn) )上的位姿、速度和加速度給出一組 顯式約束 (例如連續(xù)性和光滑程度等 )，軌跡規(guī)劃器從一類函數(shù) (例如 n次多項(xiàng)式 )中選取參 數(shù)化軌跡，對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值，并滿足約束條件。 第二種方法要求用戶給出運(yùn)動(dòng)路徑的解析式：如直角坐標(biāo)空間中的直線路徑，軌跡 規(guī)劃器在關(guān)節(jié)空間或直角坐標(biāo)空間中確定一條軌跡來(lái)逼近預(yù)定的路徑。 二、插補(bǔ)方法分類 點(diǎn)位控制，即 PTP控制，通常沒(méi)有路徑約束，多以關(guān)節(jié)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)表示。點(diǎn)位控制只 要求滿足起終點(diǎn)位姿，在軌跡中間只有關(guān)節(jié)的幾何限制、最大速度和加速度約束，為了 保證運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，要求速度連續(xù)，各軸協(xié)調(diào)。 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、工業(yè)機(jī)器人軌跡控制過(guò)程 機(jī)器人的基本操作方式是示教 -再現(xiàn)，即首先教機(jī)器人如何做，機(jī)器人記住了這個(gè)過(guò) 程，于是它可以根據(jù)需要重復(fù)這個(gè)動(dòng)作。 實(shí)際上，對(duì)于有規(guī)律的軌跡，僅示教幾個(gè)特征點(diǎn)，計(jì)算機(jī)就能利用插補(bǔ)算法獲得中 間點(diǎn)的坐標(biāo)，如直線需要示教兩點(diǎn)，圓弧需要示教三點(diǎn)，通過(guò)機(jī)器人逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)算法由 這些點(diǎn)的坐標(biāo)求出機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位置和角度 (1, , n)，然后由后面的角位置閉環(huán)控制 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)要求的軌跡上的一點(diǎn)。繼續(xù)插補(bǔ)并重復(fù)上述過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)要求的軌跡。 機(jī)器人軌跡控制過(guò)程如圖 4-9所示。 軌跡上示教點(diǎn)的位置及姿態(tài) 插補(bǔ)算法 機(jī)器人逆運(yùn)算學(xué) 1 , , n n 個(gè)角度位 置控制系統(tǒng) 要求的位置 、 姿態(tài) 圖 4-9 機(jī)器人軌跡控制過(guò)程 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【拓展與提高】 一、直線插補(bǔ) 工業(yè)機(jī)器人軌跡控制的算法主要有直線軌跡插補(bǔ)算法以及和圓弧軌跡插補(bǔ)算法，對(duì) 于非直線和圓弧軌跡，可以采用直線或圓弧逼近的方式實(shí)現(xiàn)這些軌跡。 在有些情況下要求變化姿態(tài)，這就需要姿態(tài)插補(bǔ)，可仿照下面介紹的位置插補(bǔ)原理 處理，也可參照?qǐng)A弧的姿態(tài)插補(bǔ)方法解決，如圖 4-10所示。 圖 4-10 空間直線插補(bǔ) 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【拓展與提高】 二、圓弧插補(bǔ) 1平面圓弧插補(bǔ) 平面圓弧是指圓弧平面與基坐標(biāo)系的三大平面之一重合，以 XOY平面圓弧為例。已 知不在一條直線上的三點(diǎn) P1、 P2、 P3及這三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)器人手端的姿態(tài)，如圖 4-11及圖 4- 12所示。 圖 4-11 由已知的三點(diǎn) P1、 P2、 P3決定的圓弧 圖 4-12 圓弧插補(bǔ) 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【拓展與提高】 二、圓弧插補(bǔ) 2. 空間圓弧插補(bǔ) 空間圓弧是指三維空間任一平面內(nèi)的圓弧，此為空間一般平面的圓弧問(wèn)題。 空間圓弧插補(bǔ)可分三步來(lái)處理： 把三維問(wèn)題轉(zhuǎn)化成二維，找出圓弧所在平面。 利用二維平面插補(bǔ)算法求出插補(bǔ)點(diǎn)坐標(biāo) (Xi+1, Yi+1)。 把該點(diǎn)的坐標(biāo)值轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)坐標(biāo)系下的值，如圖 4-13所示。 圖 4-13 基礎(chǔ)坐標(biāo)與空間圓弧平面的關(guān)系 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【拓展與提高】 二、圓弧插補(bǔ) 3關(guān)節(jié)空間插補(bǔ) 如上所述，路徑點(diǎn) (結(jié)點(diǎn) )通常用工具坐標(biāo)系以相對(duì)于工作坐標(biāo)系位姿來(lái)表示。為了求 得在關(guān)節(jié)空間形成所要求的軌跡，首先用運(yùn)動(dòng)學(xué)反解將路徑點(diǎn)轉(zhuǎn)換成關(guān)節(jié)矢量角度值， 然后對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)擬合一個(gè)光滑函數(shù)，使之從起始點(diǎn)開(kāi)始，依次通過(guò)所有路徑點(diǎn)，最后到 達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。 （ 1）三次多項(xiàng)式插值 在操作臂運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于相應(yīng)于起始點(diǎn)的關(guān)節(jié)角度 0是已知的。而終止點(diǎn)的關(guān) 節(jié)角 f可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解得到，因此，運(yùn)動(dòng)軌跡的描述，可用起始點(diǎn)關(guān)節(jié)角與終止點(diǎn)關(guān) 節(jié)角度的一個(gè)平滑插值函數(shù) (t)來(lái)表示。 (t)在 t0=0時(shí)刻的值是起始關(guān)節(jié)角度 0，終端時(shí) 刻 tf的值是終止關(guān)節(jié)角度 f。顯然，有許多平滑函數(shù)可作為關(guān)節(jié)插值函數(shù)。 任務(wù) 3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃基本方法 【拓展與提高】 二、圓弧插補(bǔ) 3關(guān)節(jié)空間插補(bǔ) （ 2）過(guò)路徑點(diǎn)的三次多項(xiàng)式插值 一般情況下要求規(guī)劃過(guò)路徑點(diǎn)的軌跡。如圖 4-15所示，機(jī)器人作業(yè)除在 A、 B點(diǎn)有 位姿要求外，在路徑點(diǎn) C、 D也有位姿要求。對(duì)于這種情況，假如末端執(zhí)行器在路徑點(diǎn)停 留，即各路徑點(diǎn)上速度為 0，則軌跡規(guī)劃可連續(xù)直接使用前面介紹的三次多項(xiàng)式插值方法； 但若末端執(zhí)行器只是經(jīng)過(guò)，并不停留，就需要將前述方法推廣。 圖 4-10 機(jī)器人作業(yè)路徑點(diǎn) 任務(wù) 4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 【任務(wù)描述】 在本任務(wù)中主要通過(guò)工業(yè)機(jī)器人軌跡類應(yīng)用程序的編寫示例，掌握此類工作站程序的編 寫方法和軌跡運(yùn)動(dòng)指令的應(yīng)用。本任務(wù)以汽車前風(fēng)擋玻璃涂膠和車燈燈罩涂膠為例，展 示軌跡運(yùn)動(dòng)程序的編寫。 【知識(shí)儲(chǔ)備】 一、工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法 工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系設(shè)定方法可采用 6點(diǎn)法標(biāo)定，詳見(jiàn)項(xiàng)目 2中所述，在此不再贅 述。 工件坐標(biāo)系建立及標(biāo)定采用 4點(diǎn)法進(jìn)行，詳細(xì)參考項(xiàng)目二。 二、基本運(yùn)動(dòng)控制指令 ABB機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制有 MoveL、 MoveJ、 MoveC等，這些指令對(duì)具體使用方法在任 務(wù) 2中已詳細(xì)列出，在此不再詳細(xì)說(shuō)明。 任務(wù) 4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 【知識(shí)儲(chǔ)備】 三、機(jī)器人速度設(shè)置指令 在數(shù)據(jù)定義階段可以預(yù)先定義機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度如下： PERS speeddata vMinSpeed:=50,50,1000,5000; PERS speeddata vMidSpeed:=100,100,1000,5000; PERS speeddata vMaxSpeed:=500,250,1000,5000; 【實(shí)踐操作】 一、汽車玻璃涂膠軌跡編程示例 應(yīng)用 IRB1410工業(yè)機(jī)器人將所要涂抹的膠體均勻地涂抹在玻璃輪廓上，玻璃輪廓如 下圖 4-17中白色線標(biāo)示。 圖 4-17 工作臺(tái)上玻璃輪廓 任務(wù) 4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 【實(shí)踐操作】 一、汽車玻璃涂膠軌跡編程示例 工業(yè)機(jī)器人膠槍初始點(diǎn)位置在待涂膠的玻璃中心點(diǎn)正上方，如下圖 4-18所示。運(yùn)動(dòng) 的第一步即為將膠槍定位到玻璃邊緣輪廓涂膠位置起始點(diǎn)的上方位置，見(jiàn)圖 4-19所示。 這兩步的程序編寫如下： 圖 4-18 涂膠工業(yè)機(jī)器人初始位置 圖 4-19 接近涂膠起始點(diǎn)位置 任務(wù) 4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 【實(shí)踐操作】 二、燈罩涂膠軌跡編程示例 本次以汽車車燈燈罩涂膠為例，編寫燈罩涂膠軌跡程序，車燈涂膠軌跡較為復(fù)雜， 對(duì)涂膠均勻性、外觀性都有較高的要求，這就要求工業(yè)機(jī)器人軌跡運(yùn)動(dòng)必須足夠精確， 速度控制均勻，以保證布膠工藝精度。燈罩軌跡如下圖 4-20所示，分別通過(guò)示教編程， 使工業(yè)機(jī)器人完成左右兩個(gè)燈罩的軌跡運(yùn)動(dòng)。 圖 4-20 燈罩軌跡 任務(wù) 4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃實(shí)例 【實(shí)踐操作】 二、燈罩涂膠軌跡編程示例 本次以汽車車燈燈罩涂膠為例，編寫燈罩涂膠軌跡程序，車燈涂膠軌跡較為復(fù)雜， 對(duì)涂膠均勻性、外觀性都有較高的要求，這就要求工業(yè)機(jī)器人軌跡運(yùn)動(dòng)必須足夠精確， 速度控制均勻，以保證布膠工藝精度。燈罩軌跡如下圖 4-20所示，分別通過(guò)示教編程， 使工業(yè)機(jī)器人完成左右兩個(gè)燈罩的軌跡運(yùn)動(dòng)。 圖 4-20 燈罩軌跡