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多轴联动系统运动学设置

运动系统组成

仿真运动系统由轨道、机器人、位置机、工具和工件组成。先在场景树中确认这些节点的几何、父子变换、关节轴、限位和 TCP,再在仿真面板中选择它们。运动学求解失败时,优先检查坐标系方向、关节限位和工具安装姿态。

运动学算法

优化联动(OptimizationBased)

对每个轨迹点同时优化轨道、机器人和位置机的关节位置,适合需要协调多个自由度、减少姿态跳变或处理冗余运动的场景。计算时间通常更长,结果应检查是否落在关节限位内。

规则联动(RuleBased)

按照明确的规则先计算轨道和位置机,再求机器人的逆运动学。它更容易预测和调试,适合设备工艺规则已经确定的场景。

轨道策略

  • 底座偏移BaseShift):根据轨迹起点和终点的基座偏移计算轨道位置;可设置 起点底座偏移终点底座偏移
  • 固定Fixed):使用固定关节位置。
  • 自动固定AutoFixed):为当前轨迹自动计算一个固定位置。
  • 底座固定距离ConstantDistance):使轨道相对于目标保持给定距离。
  • 底座固定距离-线性插值ConstantDistanceLinearInterpolation):在起点和终点满足目标距离,中间线性插值。
  • 自定义函数CustomFunction):使用自定义函数计算轨道关节位置。函数必须在当前设备坐标系和单位约定下返回有效结果。

位置机策略

  • Align(对齐):使轨迹方向与参考方向对齐;
  • AlignLinearInterpolation(对齐-线性插值):只计算课程起点和终点,中间线性插值;
  • AlignCubicInterpolation(对齐-三次插值):只计算课程起点和终点,中间使用三次插值;
  • 固定Fixed):使用固定关节位置;
  • 自动固定AutoFixed):自动选择适合当前课程的固定位置。

位置机的 起始方向结束方向 以角度定义起止参考方向,法线权重 控制曲面法向和径向方向在对齐计算中的权重。

应用与检查

仿真及后处理 > 运动学设置 中选择算法和策略,点击 应用;要对所有选中的轨迹统一设置时使用 应用到所有轨迹。设置改变后重新运行仿真和后处理,不要复用旧的运动学结果。

检查重点:

  1. 机器人、轨道和位置机的关节是否越过限位;
  2. 姿态是否出现突跳或绕轴周期跳变;
  3. TCP 与工件参考系是否正确;
  4. 碰撞检测是否覆盖工具、工件和设备的实际碰撞几何;
  5. 导出的程序是否经过离线仿真或低速空运行验证。