安川工业机器人基础解析
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安川工业机器人坐标系介绍

上图为 MOTOMAN 六关节型机器人，它由腰关节 S、大臂关节 L、小臂关节 U 和腕关节 R， B，T 组成。因而机器人末端执行器的空间位置可以表示为 P（S,L,U,R,B,T），其中 S,L,U,R,B,T为该位置机器人各关节相对于关节零点的坐标。另外，直角坐标系下，位置 P 还可以表示为 P （X,Y,Z,TX,TY,TZ），其中 X，Y，Z 表示 P 点的位置，TX，TY，TZ 表示 P 点的位姿。

MOTOMAN 内部坐标系有关节坐标系（Joint coordination）、机器人坐标系（Robot coordination）、基坐标系（Base coordination）和用户坐标系（User coordination）四种，后三种都是直角坐标系。在示教过程中保存的点都是用关节坐标表示的。用户可以在机器人内部建立自己的用户坐标系，在示教之后，利用内部指令把示教文件（Specified job）转换成用户坐标系下的相对文件（Related job），这样就可以得到示教点在用户坐标系下的坐标了。如此以来，在用户坐标系下，就很方便做一些处理。

MOTOMAN 机器人运动控制指令介绍

1、 点位控制（Point To Point Control，简称：PTP 控制）

这种方式仅控制机器人操作手起始点和所应到达的目标点的位置及姿态，而不控制起始点到目标点所经过的运动轨迹。其特点是：仅保证有限个中间点和终点的位姿精度，控制方式简单，运动速度较快。采用该运动控制方式的机器人大多用于点焊、物料搬运等作业以及机器人的空行程运动。

2、 连续轨迹控制（Continuous Path Control，简称：CP 控制）

这种方式按照连续运动所经过的运动轨迹来控制，机器人可按规定的速度、规定的路线实现平稳而正确的运动。其特点是：能够保证所规划的路径上各点的位姿精度，运动平稳，但控制方式相对复杂。采用该运动控制方式的机器人大多用于弧焊、切割等作业。

对于 MOTOMAN 六关节焊接机器人来说，它主要采用的是 PTP 控制和 CP 控制。其内部的机器人运动指令主要有：

1、MOVJ（关节运动）

此命令属于点位控制，它只控制起始点和目标点的**位置和姿态，而不关心运动过程中的实际路径，且在运动时，各关节马达同时启动同时停止，通常用于调整位置时的空行程运动。


2、MOVL（直线运动）

此命令属于连续轨迹控制，实现的是点到点间的直线移动，是通过对两点的直线插补来确定中间点的位置，从而实现**的直线运动。

3、MOVC（圆弧运动）

此命令属于连续轨迹控制，首先对空间示教的三点进行圆弧插补，拟合出机器人圆弧运动的轨迹，然后根据该轨迹对机器人实现连续的位置控制。

在 MOTOMAN 机器人内部，运动控制采用的格式通常为：

MOV* PT，V

其中 MOV*代表 MOVJ,MOVL,MOVC，PT 代表相应的机器人示教点，V 代表机器人运动的平均速度。

总结对 MOTOMAN 机器人的使用经验发现，MOVL 指令的执行，是在标称时间内完成的（标称时间根据两点间的距离和标称速度求得， =ts/v），也就说 MOVL 指令整个执行时的加速、匀速和减速是在标称时间内完成的。并且执行两条 MOVL 指令时，段间的速度圆滑并不影响实际执行时间等于标称时间。这就为后续按标称时间分别控制变位机和机器人运动，以实现协调作业提供了可能。后续圆弧协调焊接中，用小线段拟合了机器人的焊接轨迹，然后根据设定的标称速度求得标称时间，*后根据标称时间去控制变位机运动，从而实现了与机器人时间上的统一。



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