发那科机器人：奇异点回避功能介绍与使用方法——发那科机器人代理

       奇异点概述

       大部分6轴关节型机器人，由于机械限位或软限位的限制，在其运动空间中会出现逆运动学无解的情况，也就是基于坐标的规划运动无法明确的逆向转化为机器人各个关节轴的旋转角度，在机器人工作空间中这些逆运动学无解的点就被称为“奇异点”。机器人奇异点大致可以分为以下三种类型。

       肩部奇异点：肩部奇异点是在机器人手腕的中心与J1轴关节在同一条直线上时发生。这种情况下，会导致关节轴1和4试图瞬间旋转180度。

       肘部奇异点：当机器人手腕的中心与关节轴2和3处于同一平面时，会产生肘部奇异点。肘部奇异点看起来像机器人“伸得太远”，导致肘部锁定在某个空间位置。

       腕部奇异点：当机器人的两个手腕轴（关节轴4和6）在同一条直线上时，就会发生这种情况，这可能会导致这些关节试图立即旋转180度。

      对于肩部奇异点与肘部奇异点，只要限制机器人作业范围，就可轻易地回避。但是，腕部奇异点在机器人工作区域的几乎所有位置都有可能发生。机器人在通过这些腕部奇异点或者其附近时，机器人腕部轴中的J4轴与J6轴，将在短时间内进行回转量大的运动，使机器人产生极度怪异的运动姿态；若是此时限制腕部轴的运行速度，则会导致工具中心点（TCP）的速度变慢，同时机器人也将与所示教的运行轨迹产生偏离。

       针对腕部奇异点，发那科机器人提供了奇异点回避功能，能够实时回避腕部的奇异点，并且此功能在机器人执行程序时和手动运行时都可以使用。

       通过使用奇异点回避功能可以实现：避免机器人腕部关节轴发生过度的回转，能够平顺地通过腕部的奇异点，这样就能够使机器人工具中心点（TCP）的速度保持不变。

       发那科机器人奇异点回避功能属于机器人系统软件选项，若是需要使用此功能，需要额外安装Singularity Avoidance（R792）和Motion Package（R809）系统软件选项。对于不同型号的机器人，奇异点回避功能可能会不受支持。

       使用注意事项

       发那科机器人奇异点回避功能，在使用过程中应注意以下事项：

       奇异点回避功能只限于搬运工具应用型（HandingPRO）的机器人，对于有协调控制、跟踪拾取、连续旋转、图形生成等附加功能的机器人无法同时使用。

       此功能只对机器人的直线运动有效，圆弧运动则不能生效。

       使用奇异点回避功能时，机器人运动时的腕部姿态与示教的姿态有时不同。不仅是经过奇异点的路径轨迹点，而且后续的路径轨迹点的姿态也有可能被更改。

       机器人单步运行时，前进和后退有可能执行不同的动作。为避免这种差异，以单步方式运行前进时，机器人实际的姿态与示教的姿态不同的情况下，示教器会显示“MOTN-208形态无法达到”的报警。此时，若在该点处执行位置修改，则后退运行时的动作会成为与前进运行时相同的动作。

       手动操作时和程序运行时，奇异点附近的动作有时会不同。

       机器人路径轨迹点在奇异点范围内时，示教的路径轨迹点将被更改。

       在关节运动的转角部分，此功能有可能无法使用。

       手动运行时的使用方法

       手动操作时的奇异点回避功能的“有效/无效”，可通过示教器显示手动运行指定的坐标系前面的“S/”的有无来判断。例如显示“S/世界”带有“S/”时，表示手动运行奇异点回避功能有效；没有“S/”的情况下，手动运行时的奇异点回避功能无效。

       机器人接通电源时，奇异点回避功能的“有效/无效”，根据选择的程序自动切换。

       手动运行时要切换奇异点回避功能的“有效/无效”，可以通过以下步骤实现：

       机器人示教器的操作面板上按下“FCTN”键，在弹出的FUNCTION 1快捷菜单中，通过对“5 T/奇异点 点动”的选择，来切换手动运行时奇异点回避功能的“有效/无效”。

       程序运行时的使用方法

       程序运行中奇异点回避功能的“有效/无效”，可针对不同的程序单独选择。新建程序时的有效/无效，以点动操作时的奇异点回避功能的“有效/无效”为参考自动进行切换。但是，奇异点回避功能选项追加之前或者没有奇异点回避功能选项的控制系统中，在导入备份程序时，程序中奇异点回避功能无效。

       程序运行时奇异点回避功能的“有效/无效”，可以通过以下步骤实现：

       机器人示教器的操作面板上按下“SELECT”键，进入程序选择画面。在程序选择画面上，将光标移动到需要使用奇异点回避功能的程序上。

       然后在示教器显示界面上点击下方的“>”，显示出其他功能选项。

       点击“详细”，显示程序详细画面，然后点击“下一步”。

       在弹出的画面中，通过点击显示界面下方的“有效/无效”，来切换程序运行时是否启用奇异点回避功能。

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