ABB机器人奇异点管理

工业机器人的奇异点

教你如何避开机器人这三类“奇点”机器人奇点是个让生产商和用户都很头痛的问题，碰上了，严重点可能造成“机毁人亡”。

那到底什么是机器人奇点，它是怎么形成的，怎么样才能避免机器人奇点？下面这篇文章由Robotiq公司的Alex Owen-Hill撰写，它能让你全面了解这些烦人的问题。

如果你对科学感兴趣，“奇点”很可能会让你想起黑洞。

自从美国LIGO实验室证明了引力波的存在之后，黑洞就被媒体广泛报道，为大众所熟知。

根据物理学家推论，在黑洞的中心，存在一个“引力奇点”，这意味着那里的引力非常大，甚至趋于无穷大。

机器人奇点的概念跟黑洞完全一样。

机器人奇点是什么？他们怎么会像黑洞一样？我的机器人要“疯”了想象一下，你想用你的机器人喷qiang画一条线，如果这条线想要画得完美，机器人需要以一个恒定的速度移动。

如果机器人改变速度，则这条线可能会有粗有细，看起来就不是很好。

如果机器人减速太多，我们可能会看到线上有难看的斑点。

很显然，在画线的时候，机器人以恒定的速度运动是非常重要的。

机器人是非常精确的。

在通常情况下，机器人可以处理好这个问题，无任何压力。

然而，如果在这条线上存在运动奇点，这项工作将不可能完成。

为什么会存在奇点？如何解决？有两种方式可以解决这个问题，但首先让我们了解一下发生了什么事情。

奇点趋于无穷大我在前面曾说过，黑洞中心的引力“趋于无穷大”。

这就意味着，你越靠近中心，引力会变得越大。

在黑洞的中心，引力在理论上是无限大的。

这也许不是真的（没有人知道），但这是一个数学特性。

数学可以很容易处理无穷的概念，而现实世界不能。

大量的数学方程趋于无穷大。

正如这位物理学家解释的那样，理论上来说，你每次拔下浴缸的塞子，都创造了一个奇点。

其基本原理就是，越接近孔的中心，水流越快。

根据这个理论，在孔的正中心，水流速度趋于无限快。

在现实中，却并非如此。

据我们所知，物理系统的速度并不能达到无限快。

机器人之所以会存在奇点，是因为机器人是由数学控制（它可以达到无限大），但移动的是真实的物理部件（它无法实现无限大）。

ABB机器人实际应用总结归纳中的指令说明

精心整理RAPID 程序指台与功能ABB 机器人提供了丰富的RAPID 程序指令，方便了大家对程序的编制，同时也为复杂应用的实现提供了可能。

以下就按照 RAPID 程序指令、功能的用途进行了一个分类，并对每个指令的功能作一个说明，如需对指令的使用与参数进行详细的了解，可以查看 ABB 机器人随机光盘说明书中的详细说明。

一、程序执行的控制1、程序的调用指令说明ProcCall 调用例行程序CallByVar 通过带变量的例行程序名称调用例行程序RETURN 返回原例行程序2、例行程序内的逻辑控制Compact IF 如果条件满足，就执行一条指令IF 当满足不同的条件时，执行对应的程序FOR 根据指定的次数，重复执行对应的程序WHILE 如果条件满足，重复执行对应的程序TEST 对一个变量进行判断，从而执行不同的程序GOTO 跳转到例行程序内标签的位置Label 跳转标签3、停止程序执行Stop 停止程序执行EXIT 停止程序执行并禁止在停止处再开始Break 临时停止程序的执行，用于手动调试ExitCycle 中止当前程序的运行并将程序指针PP复位到主程序的第一条指令,如果选择了程序连续运行模式，程序将从主程序的第一句重新执行。

二、变量指令变量指令主要用于以下的方面：l) 对数据进行赋值。

2) 等待指令。

3) 注释指令。

4) 程序模块控制指令1、赋值指令:= 对程序数据进行赋值2、等待指令WaitTime 等待一个指定的时间程序再往下执行WaitUntil 等待一个条件满足后程序继续往下执行WaitDI 等待一个输入信号状态为设定值WaitDO 等待一个输出信号状态为设定值3、程序注释comment 对程序进行注释4、程序模块加载Load 从机器人硬盘加载一个程序模块到运行内存UnLoad 从运行内存中卸载一个程序模块Start Load 在程序执行的过程中,加载一个程序模块到运行内存中Wait Load 当 Start Load 使用后，使用此指令将程序模块连接到任务中使用CancelLoad 取消加载程序模块CheckProgRef 检查程序引用Save 保存程序模块EraseModule 从运行内存删除程序模块5、变量功能TryInt 判断数据是否是有效的整数OpMode 读取当前机器人的操作模式RunMode 读取当前机器人程序的运行模式NonMotionMode 读取程序任务当前是否无运动的执行模式Dim 获取一个数组的维数Present 读取带参数例行程序的可选参数值IsPers 判断一个参数是不是可变量IsVar 判断一个参数是不是变量6、转换功能StrToByte 将字符串转换为指定格式的字节数据ByteTostr 将字节数据转换成字符串三、运动设定1、速度设定MaxRobspeed 获取当前型号机器人可实现的最大 TCP 速度VelSet 设定最大的速度与倍率SpeedRefresh 更新当前运动的速度倍率Accset 定义机器人的加速度WorldAccLim 设定大地坐标中工具与载荷的加速度PathAccLim 设定运动路径中 TCP 的加速度2、轴配置管理ConfJ 关节运动的轴配置控制ConfL 线性运动的轴配置控制3、奇异点的管理SingArea 设定机器人运动时，在奇异点的插补方式4、位置偏置功能PDispOn 激活位置偏置PDispSet 激活指定数值的位置偏置PDispOff 关闭位置偏置EOffsOn 激活外轴偏置EOffsSet 激活指定数值的外轴偏置EOffsOff 关闭外轴位置偏置DefDFrame 通过三个位置数据计算出位置的偏置DefFrame 通过六个位置数据计算出位置的偏置ORobT 从一个位置数据删除位置偏置DefAccFrame 从原始位代和替换位代定义一个框架5、软伺服功能SoftAct 激活一个或多个轴的软伺服功能关闭软伺服功能SoftDeact 关闭软伺服功能6、机器人参数调整功能TuneServo 伺服调整TuneReset 伺服调整复位PathResol 几何路径精度调整CirPathMode 在圆弧插补运动时，工具姿态的变换方式7、空间监控管理WZBoxDef 定义一个方形的监控空间WZCylDef 定义一个圆柱形的监控空间WZSphDef 定义一个球形的监控空间WZHomejointDef 定义一个关节轴坐标的监控空间WZLimjointDef 定义一个限定为不可进入的关节轴坐标监控空间WZLimsup 激活一个监控空间并限定为不可进入WZDOSet 激活一个监控空间并与一个输出信号关联WZEnable 激活一个临时的监控空间WZFree 关闭一个临时的监控空间注：这些功能需要选项“world zones”配合。

史上最全的ABB工业机器人的指令介绍

史上最全的ABB工业机器人的指令介绍ABB指令AccSet－降低加速度ActEventBuffer - 事件缓冲启用ActUnit - 启用机械单元Add-增加数值AliasIO - 确定I/O 信号以及别名AliasIOReset-重置I/O 信号以及别名':=' - 分配一个数值BitClear - 在一个字节或双数值数据中清除一个特定位BitSet - 在一个字节或者双数值数据中设置一个特定位BookErrNo - 登记RAPID系统错误编号Break - 中断程序执行CallByVar - 通过变量，调用无返回值程序CamFlush - 从摄像头删除集合数据CamGetParameter - 获取不同名称的摄像头参数CamGetResult - 从集合获取摄像头目标CamLoadJob -加载摄像头任务到摄像头CamReqImage - 命令摄像头采集图像CamSetExposure - 设置具体摄像头的数据CamSetParameter - 设置不同名称的摄像头参数CamSetProgramMode - 命令摄像头进入编程模式CamSetRunMode - 命令摄像头进入运行模式CamStartLoadJob - 开始加载摄像头任务到摄像头CamWaitLoadJob –等待摄像头任务加载完毕CancelLoad - 取消模块加载CheckProgRef - 检查程序参考CirPathMode - 圆周路径期间的工具方位调整Clear - 清除数值ClearIOBuff - 清除串行通道的输入缓存ClearPath - 清除当前路径ClearRawBytes - 清除原始数据字节数据的内容ClkReset - 重置用于定时的时钟ClkStart - 启动用于定时的时钟ClkStop - 停止用于定时的时钟Close - 关闭文件或者串行通道CloseDir - 关闭路径Comment - 备注Compact IF - 如果满足条件，那么（一个指令）ConfJ - 接头移动期间,控制配置ConfL - 线性运动期间,监测配置CONNECT - 将中断与软中断程序相连CopyFile - 复制文件CopyRawBytes - 复制原始数据字节数据的内容CorrClear - 移除所有修正发电机CorrCon - 与修正发电机相连CorrDiscon - 与修正发电机断开CorrWrite - 写入修正发电机DeactEventBuffer - 事件缓冲启用DeactUnit - 停用机械单元Decr - 减量为1DitherAct - 促使软伺服抖动DitherDeact - 促使软伺服停止抖动DropSensor - 使物体落于传感器上DropWObj - 使工件落于传送带上EGMActJoint－为一个关节目标点编写一次EGM移动EGMActMove －编写一次经过路径校正的EGM 移动EGMActPose－为一个姿态目标点编写一次EGM移动EGMGetId－获取一个EGM 标识EGMMoveC－经过路径校正的圆形EGM移动EGMMoveL－经过路径校正的直线EGM移动EGMReset－重置一项EGM 进程EGMRunJoint－执行一次含一个关节目标点的EGM 移动EGMRunPose－执行一次含一个姿态目标点的EGM 移动EGMSetupAI－为EGM设置模拟输入信号EGMSetupAO－为EGM 设施模拟输出信号EGMSetupGI－为EGM设置编组输入信号EGMSetupLTAPP－为EGM设置相应的LTAPP协议EGMSetupUC－为EGM 设置UdpUc 协议EGMStop－停止一次EGM移动EOffsOff - 停用附加轴的偏移量EOffsOn - 启用附加轴的偏移量EOffsSet - 启用附加轴（使用已知值）的偏移量EraseModule - 擦除模块ErrLog - 写入错误消息ErrRaise - 写入警告，调用错误处理器ErrWrite - 写入错误消息EXIT - 终止程序执行ExitCycle - 中断当前循环，并开始下一循环FOR - 重复给定的次数FricIdInit - 开始摩擦识别FricIdEvaluate - 评估摩擦识别FricIdSetFricLevels - 在摩擦识别后设置摩擦等级GetDataVal - 获得数据对象的值GetSysData - 获取系统数据GetTrapData - 获取当前TRAP的中断数据GOTO - 转到新的指令GripLoad - 定义机械臂的有效负载HollowWristReset - 重置IRB和IRB的中空腕IDelete - 取消中断IDisable - 禁用中断IEnable - 启用中断IError - 调整关于错误的中断IF - 如果满足条件，那么；否则Incr - 增量为1IndAMove - 独立的绝对位置运动IndCMove - 独立的连续运动IndDMove - 独立的德尔塔位置运动IndReset - 独立重置IndReset - 独立的相对位置运动InvertDO - 转化数字信号输出信号值IOBusStart - Start of I/O busIOBusState - 获取I/O 总线的当前状态IODisable - 停用I/O 单元IOEnable - 启用I/O 单元IPers - 在永久变量数值改变时中断IRMQMessage - 下达数据类型的RMQ 中断指令ISignalAI - 模拟信号输入信号的中断ISignalAO - 模拟信号输出信号的中断ISignalDI - 下达数字信号输入信号中断指令ISignalDO - 数字信号输出信号的中断ISignalGI - 下达一组数字信号输入信号中断的指令ISignalGO - 下达一组数字信号输出信号中断的指令ISleep - 停用一个中断ITimer - 下达定时中断的指令IVarValue - 下达变量值中断指令IWatch - 启用中断Label - 线程名称Load - 执行期间，加载普通程序模块LoadId - 工具或有效负载的负载识别MakeDir - 创建新路径ManLoadIdProc - IRBP机械臂的负载识别MechUnitLoad - 确定机械单元的有效负载MotionProcessModeSet - 设置运动过程模式MotionSup - 禁用/ 启用运动监控MoveAbsJ - 移动机械臂至绝对接头位置MoveC - 使机械臂沿圆周移动MoveCAO - 使机械臂沿圆周运动，设置拐角处的模拟信号输出MoveCDO - 使机械臂沿圆周运动，设置拐角处的数字信号输出MoveCGO - 机械臂沿圆周运动，设置拐角处的组输出信号MoveCSync - 机械臂沿圆周运动，执行RAPID无返回值程序。

机器人奇异点理解

机器人奇异点的理解每种型号的机器人都有奇异点，那么奇异点是如何产生产生的结果当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP点的路径速度会显着减慢。

因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。

奇异点产生如下结果：1、机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动2、某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控3、无法求逆运算如何产生奇异点（singularity）说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2].如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。

相同的情况同样可以发生在机器人上：6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。

1、腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

2、肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

3、肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity)下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）.机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。

因此，在某系机器人仿真软件里，比如说ABB的robotstudio，当你打开机器人模型的时候，机器人的五轴会是这样的：耷拉着小脑袋真不是为了卖萌，而是为了避开奇异点。

除了这种奇异点，还有其他两种：1轴和6轴奇异点(Alignment singularity)三、当机器人的2轴和3轴产生奇异点(Elbow singularity)比如在当前的姿态下，机器人的端点可以产生的速度是由两个速度合成的：v1和v2. v1是由于第一个旋转关节产生的;v2是由于第二个旋转关节产生的;图（a ）图（b ）可以看到图（a ）中两个速度矢量v1和v2在平面上没有共线，它们是独立的、不共线的，我们是可以通过调整v1和v2的大小来得到任意的合速度的（大小和方向）。

ABB全部编程指令详解

8.3.2 变量指令 1. 赋值指令指令 := 2. 等待指令指令 WaitTime WaitUntil 说明等待一个指定的时间，程序再往下执行等待一个条件满足后，程序继续往下执行对程序数据进行赋值说明
WaitDI WaitDO 3. 程序注释指令 comment 4. 程序模块加载指令 Load UnLoad Start Load Wait Load CancelLoad CheckProgRef Save EraseModule 5. 变量功能指令 TryInt OpMode RunMode NonMotionMode Dim Present IsPers IsVar 6. 转换功能指令 StrToByte ByteToStr
1. 程序的调用指令 ProcCall CallByVar RETURN 调用例行程序通过带变量的例行程序名称调用例行程序返回原例行程序说明
2. 例行程序内的逻辑控制指令 Compact IF IF FOR WHILE TEST GOTO Label 说明如果条件满足，就执行一条指令当满足不同的条件时，执行对应的程序根据指定的次数，重复执行对应的程序如果条件满足，重复执行对应的程序对一个变量进行判断，从而执行不同的程序跳转到例行程序内标签的位置跳转标签
2. 搜索功能指令 SearchC SearchL SearchExtJ 3. 指定位置触发信号与中断功能指令 TriggIO TriggInt TriggCheckIO TriggEquip 说明定义触发条件在一个指定的位置触发输出信号定义触发条件在一个指定的位置触发中断程序定义一个指定的位置进行 I/O 状态的检查定义触发条件在一个指定的位置触发输出信号，并对信号响应的延迟进行补偿设定 TriggRampAO 定义触发条件在一个指定的位置触发模拟信号，并对信号响应的延迟进行补偿设定 TriggC TriggJ 带触发事件的圆弧运动带触发事件的关节运动 TCP 圆弧搜索运动 TCP 线性搜索运动外轴搜索运动说明

机器人小知识奇异点的解决方法

机器人小知识奇异点的解决方法在调试机器人时，如果机器人处于下图状态（处于J4轴和J6轴同轴），会发生报警：MOTN-023或者MOTN-063，在此情况下，机器人只能在关节坐标系下移动。

以下姿态即为奇异点位置。

图1 机器人奇异点位置当机器人J5轴处于0°位置，机器人会出现MOTN-023报警：图2 MOTN-023报警当机器人在执行动作类型为L,C,A的动作指令时，如需经过奇异点，机器人会出现MOTN-063报警图3 MOTN-063报警针对奇异点的处理方法情况一：在机器人示教时遇到奇异点处理步骤：a) 将机器人的示教坐标系切换到关节图2 示教坐标系的切换b) 点动机器人，让J5轴调离0°的位置，建议小于-3°或者大于3°c) 按RESET键复位报警情况二：在程序运行时遇到奇异点方法一：适合在无精细点位要求使用。

当运行程序时遇到奇异点，可以将该行动作指令的动作类型改为J，或者修改机器人的位置姿态，以避开路径当中存在的奇异点。

方法二：适合在有精细点位要求使用。

在动作指令后添加附加动作指令:手腕关节动作指令WJNT（全名Wrist Joint）。

手腕关节动作指令（Wrist Joint），不在轨迹控制中对手腕的姿势进行控制（标准设定下，程序运行时，手腕的姿势始终被控制）。

在直线动作、C圆弧动作、A圆弧动作时能够使用该指令。

当遇到奇异点时，程序中使用该指令，手腕的姿势在动作中发生变化，避开奇异点造成的手腕轴反转动作，使得工具中心点继续沿着轨迹动作。

处理步骤：a) 将光标移至出现奇异点程序行行末，点击F4选择b) 选择Wrist Jointc) 按RESET键复位报警d) 运行程序，观察运行轨迹。

ABB机器人奇异点管理

ABB机器人奇异点管理说明：ABB机器人在运行和手动操作过程当中，有时候会进过机器人奇异点，造成机器人停止并报错，报奇异点错误。

这里主要了解机器人奇异点和相应解决办法，添加指令和使用指令。

一、ABB机器人奇异点定义当机器人关节轴5角度为0度，同时关节轴4和关节轴6是一样时，则机器人处于奇异点。

利用无限量的机械臂配置可获得机械臂空间内的某些位置，以确定工具的位置和方位。

但在基于工具的位置和方位计算机械臂角度时，这些位置，也就是熟知的奇异点，却成了一个问题。

一般说来，机械臂有两类奇异点，臂奇异点和腕奇异点。

1、臂奇异点：臂奇异点就是腕中心（轴4、轴5和轴6的交点）正好直接位于轴1上方的所有配置。

如下图所示：腕中心和轴1汇集时出现臂奇异点2、腕奇异点：腕奇异点是指轴4和轴6处于同一条线上（即，轴5角度为0）的配置。

如下图所示：轴5角度为0时出现腕奇异点二、如何避免解决机器人出现奇异点1、布局以及夹具设计在进行工作站布局时候，要考虑机器人和各个设备之间的摆放布局位置，尽量考虑到机器人在工作过程当中，避免机器人经过奇异点；还可以在考虑机器人夹具在工作中对机器人姿态影响，进而避免奇异点。

如果已指定参数Wrist，则对方位进行接头插补，以避免奇异点。

在这种情况下，TCP遵循正确的路径，但是工具方位会稍微偏离。

当未通过奇异点时，亦将出现上述情况。

2、SingArea指令在编程时，也可以使用SingArea这个指令去让机器人自动规划当前轨迹经过奇异点时的插补方式。

如：SingAreaWrist:允许轻微改变工具的姿态，以便通过奇异点SingAreaOff:关闭自动插补（1）使用说明SingArea用于定义机械臂如何在奇异点附近移动。

SingArea亦用于定义关于拥有不到六个轴的机械臂的线性和圆周插补，在轴4锁定为0或+-180度的情况下，可编程六轴机械臂运行。

本指令仅可用于主任务T_ROB1，或者如果在MultiMove系统中，则可用于运动任务中。

ABB 六轴工业机器人奇点矫正问题研究

ABB 六轴工业机器人奇点矫正问题研究作者：杨薇来源：《科技视界》 2014年第36期杨薇（广州工程技术职业学院，广东广州 510075）【摘要】六轴工业机器人在编程调试中，经常容易出现奇点问题，导致编程调试无法继续进行。

本文阐述了奇点问题产生的原因及解决奇点问题的方法。

【关键词】ABB；工业机器人；奇点0 引言ABB六轴工业机器人在全球自动化生产领域应用广泛，其仿真功能强大，示教器界面人性化，操作简单，编程贴近C语言等各方面优点使其在实际安装与调试过程中受到用户的热烈欢迎。

同样ABB六轴工业机器人编程调试过程中，经常出现奇点问题导致编程调试无法继续进行。

1 奇点问题的出现原因工业机器人除了面向用户供用户使用的编程语言外还有底层程序，而底层程序才是决定工业机器人运行速度、工作节拍等各方面性能的关键因素，底层程序里涉及到运动学、数学等各方面负责学科，而奇点问题实际上是底层运动学及数学方面导致的问题。

关于6轴串联机器人，存在一个不可避免的特性，那就是奇点。

在奇点时，无法通过逆向运算将笛卡尔坐标系转化为轴的角度，而且笛卡儿坐标系内一点微小的变化就会引起轴角度的剧烈变化。

所以，做PTP运动时，不存在奇点问题。

奇点只存在轨迹运动时。

6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。

腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP点的路径速度会显著减慢。

因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近[1]。

ABB工业机器人底层算法中规定了当5轴角度为0度，4轴与6轴平行时报错并停止编程调试。

ABB工业机器人六轴定义见图1。

2 奇点问题的解决办法ABB六轴工业机器人奇点报错解决办法主要有：（1）增加目标点，调整工业机器人姿态，避免出现5轴0度，4轴与6轴平行情况。

ABB 六轴工业机器人奇点矫正问题研究

科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界0引言ABB 六轴工业机器人在全球自动化生产领域应用广泛,其仿真功能强大,示教器界面人性化,操作简单,编程贴近C 语言等各方面优点使其在实际安装与调试过程中受到用户的热烈欢迎。

同样ABB 六轴工业机器人编程调试过程中,经常出现奇点问题导致编程调试无法继续进行。

1奇点问题的出现原因工业机器人除了面向用户供用户使用的编程语言外还有底层程序,而底层程序才是决定工业机器人运行速度、工作节拍等各方面性能的关键因素,底层程序里涉及到运动学、数学等各方面负责学科,而奇点问题实际上是底层运动学及数学方面导致的问题。

图1ABB 六轴工业机器人轴示意图关于6轴串联机器人,存在一个不可避免的特性,那就是奇点。

在奇点时,无法通过逆向运算将笛卡尔坐标系转化为轴的角度,而且笛卡儿坐标系内一点微小的变化就会引起轴角度的剧烈变化。

所以,做PTP 运动时,不存在奇点问题。

奇点只存在轨迹运动时。

6轴串联关节机器人有三种奇点:腕部奇点,肩部奇点,肘部奇点。

腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

当机器人以笛卡尔坐标系运动时,经过奇点,某些轴的速度会突然变得很快,TCP 点的路径速度会显著减慢。

因此,应避免机器人的轨迹经过奇点附近[1]。

ABB 工业机器人底层算法中规定了当5轴角度为0度,4轴与6轴平行时报错并停止编程调试。

ABB 工业机器人六轴定义见图1。

2奇点问题的解决办法ABB六轴工业机器人奇点报错解决办法主要有:(1)增加目标点,调整工业机器人姿态,避免出现5轴0度,4轴与6轴平行情况。

这也是大家经常看见有时工业机器人运行时为什么有一些所谓的“不必要”运行轨迹和动作的原因了[2]。

(2)修改MOVEL 指令为MOVEJ 指令。

abb机器人数组里面的点位

abb机器人数组里面的点位
ABB机器人数组里面的点位指的是ABB机器人控制系统中存储的机器人位置信息。

这些点位可以保存在控制器中，也可以通过外部设备进行管理和编辑。

ABB机器人的点位可以分为多种类型，例如基点、工作点、工具点等。

在程序运行时，使用这些点位可以快速准确地定位机器人的位置，实现自动化生产控制。

在ABB机器人控制器中，点位可以通过编程语言进行创建和编辑。

通常情况下，程序员需要使用ABB机器人编程语言（RAPID）来实现
点位的创建和管理。

在编程过程中，程序员需要为每个点位指定具体的坐标和姿态信息，以确保机器人在执行任务时能够准确地到达指定的位置。

除了使用编程语言进行点位的创建和编辑外，ABB机器人控制器还提供了一些图形化的工具，如RobotStudio，可以帮助用户更方便地管理和编辑点位。

通过这些工具，用户可以通过简单的拖放操作创建和修改点位，同时还可以进行可视化的模拟和调试。

总的来说，ABB机器人数组里面的点位是机器人控制系统中至关重要的一部分。

通过使用点位，机器人可以快速准确地定位到指定的位置，从而实现自动化生产控制，提高生产效率和品质。

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干货必须收藏！ABB机器人运动常见问题详解

干货必须收藏！ABB机器人运动常见问题详解我们先回顾一下运动指令语句：第1个问题：（1）为什么两条MoveL指令语句，使用相同的速度数据，走同样距离的轨迹，所花的时间却不相同呢？在以上指令语句中决定了机器人运动速度的是“v1000”，它是机器人控制系统预定义的一个速度数据（speeddata）。

speeddata 数据类型，含有4个组件成分，它们分别是：1）v_tcp（工具中心点的运动速率，单位为mm/s）；2）v_ori（工具姿态变化的速度，单位为°/s）；3）v_leax（线性运动外轴的速度mm/s）；4）v_reax（旋转运动外轴的速度，单位为°/s）；当机器人从当前位置运动到运动指令目标点位置的时候，可能同时包含TCP位置的变化、工具姿态的变化、线性外轴位置的变化、旋转外轴角度的变化中的一种或多种，当涉及多种变化时，哪一种变化所需的时间最长，它就决定了执行运动指令语句最终所需花费的时间。

“v1000”是一个speeddata型数据，它规定了4个速度，那“v1000”中的“1000”指的是哪一个速度呢？其它三个速度又是多少呢？“1000”指的是v_tcp，ABB机器人控制系统中预定义的speeddata数据都是以“v+v_tcp组件的值'来命名的。

ABB机器人控制系统的预定义数据可以在程序数据页面进行查看，将数据查看范围改为【仅限内置数据】，然后选择需要查看的数据类型即可查看到内置数据的值。

系统预定义的speeddata数据”V1000“各个组件的值，如下图所示：第2个问题：（2）为什么在MoveL指令语句之的setdo指令在手动单步调试运行时能够在准确的时机输出DO信号，而在自动模式运行时却不能在准确的时机执行呢？ABB工业机器人的初学者基本上都碰到过这个问题，它是由于在在I/O指令之前的一条运动指令语句中没有使用区域数据（zonedata）fine，导致I/O指令被提前预读所导致的。

工业机器人的奇异点

工业机器人的奇异点工业机器人作为现代工业生产的重要工具之一，其高效、精准的操作能力以及强大的负载能力，给生产线的自动化带来了巨大的改变。

然而，在实际应用中，工业机器人也会面临一些特殊情况，即所谓的奇异点。

本文将对工业机器人的奇异点进行探讨，介绍奇异点的概念、产生的原因以及如何处理奇异点等内容。

一、奇异点的概念在工业机器人的运动学中，奇异点是指机器人在某个姿态下，由于其运动学特性而导致某些关节无法继续运动的状态。

奇异点的产生是由于机器人的自由度与工作空间的限制之间的矛盾所导致的，是机器人运动学复杂性的结果。

奇异点的存在会对机器人的运动稳定性和控制产生一定的挑战，因此，对奇异点的理解和处理至关重要。

二、奇异点的产生原因奇异点的产生主要与机器人的机械结构有关，具体表现在以下几个方面：1. 几何约束：机器人在进行运动时，由于其机械结构的约束，可能会导致某些关节无法继续运动，从而产生奇异点。

2. 姿态限制：机器人在特定姿态下，例如姿态靠近平面或者轴线，会导致机器人的运动学模型发生奇异点。

3. 空间限制：机器人的自由度与其工作空间的限制之间存在一定的矛盾。

当机器人的自由度过高时，可能会导致奇异点的产生。

三、处理为了解决工业机器人的奇异点问题，可以采取以下几种策略：1. 规避奇异点：通过合理规划机器人的轨迹或者姿态，避免机器人进入奇异点附近的区域。

这需要对机器人的运动学进行深入理解，以便能够合理规划路径，防止机器人进入奇异点。

2. 增加自由度：通过增加机器人的自由度，可以减少奇异点的出现概率。

例如，采用六轴机器人代替四轴机器人，可以增加机器人在工作空间的灵活性，减少奇异点的发生。

3. 强化控制算法：通过优化机器人的控制算法，提高机器人在奇异点附近的稳定性和精确性。

例如，采用模型预测控制（MPC）算法或者迭代学习控制算法，可以提高机器人在奇异点附近的控制性能。

4. 传感器辅助：利用传感器技术对奇异点进行实时监测和识别，及时发现奇异点的存在，并通过调整机器人的姿态或者路径，避免机器人进入奇异点。

机器人奇异点

产生的结果如下：∙机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动∙某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控∙无法求逆运算当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP 点的路径速度会显著减慢。

因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。

如何产生奇异点（singularity）说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2].如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。

相同的情况同样可以发生在机器人上：6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。

腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity)下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）.机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。

因此，在某系机器人仿真软件里，比如说ABB的robotstudio，当你打开机器人模型的时候，机器人的五轴会是这样的：耷拉着小脑袋真不是为了卖萌，而是为了避开奇异点。

除了这种奇异点，还有其他两种：二、1轴和6轴奇异点(Alignment singularity)三、当机器人的2轴和3轴产生奇异点(Elbow singularity)比如在当前的姿态下，机器人的端点可以产生的速度是由两个速度合成的：v1和v2.v1是由于第一个旋转关节产生的;v2是由于第二个旋转关节产生的;图（a）图（b）可以看到图（a）中两个速度矢量v1和v2在平面上没有共线，它们是独立的、不共线的，我们是可以通过调整v1和v2的大小来得到任意的合速度的（大小和方向）。

机器人奇异点

机器人奇异点This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020产生的结果如下：机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控无法求逆运算当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP点的路径速度会显着减慢。

因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。

如何产生奇异点（singularity）说到奇异点的产生就不得不提一下的GimbalLock[2].如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。

相同的情况同样可以发生在机器人上：6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。

腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity)下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）.机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。

因此，在某系机器人仿真软件里，比如说ABB的robotstudio，当你打开机器人模型的时候，机器人的五轴会是这样的：耷拉着小脑袋真不是为了卖萌，而是为了避开奇异点。

除了这种奇异点，还有其他两种：二、1轴和6轴奇异点(Alignmentsingularity)三、当机器人的2轴和3轴产生奇异点(Elbow singularity)比如在当前的姿态下，机器人的端点可以产生的速度是由两个速度合成的：v1和v2.v1是由于第一个旋转关节产生的;v2是由于第二个旋转关节产生的;图（a）图（b）可以看到图（a）中两个速度矢量v1和v2在平面上没有共线，它们是独立的、不共线的，我们是可以通过调整v1和v2的大小来得到任意的合速度的（大小和方向）。

机器人的三种奇异点

机器人的三种奇异点
奇异点定义
机器人的奇点（奇异点）是指使得机器人自由度退化、逆运动学无解的空间位置。

对于6轴串联关节机器人有三种奇异点：腕部奇异点、肩部奇异点、肘部奇异点。

腕部奇异点
当4轴与6轴平行时（即5轴处于0度时），机器人即处于腕部奇异点；
肩部奇异点
当4轴与5轴的交点，位于1轴的旋转轴线上时，机器人即处于肩部奇异点；
肘部奇异点
当2轴与3轴的轴线处于同一直线上时，机器人即处于肘部奇异点。

奇异点带来的影响
当机器人位于奇异点时，将会导致控制器无法随意控制机器人朝想要的方向运动、某些关节角速度趋近于失控等危险的情况发生，这可能会导致这些关节尝试瞬间旋转180度。

所以当机器人接近于奇异点时，机器人控制器会强行终止机器人的线性运动并触发错误报警。

也可以理解为当在奇异点时，机器人有N多种的方法可以到达该点，控制柜无法随意控制机器人的运动。

靠近奇异点的解决方法
手动模式下逐步运行程序，找到导致报警的运动指令，修改其目标点坐标值或修改其目标点的姿态从而改变机器人路径，使之远离奇异点。

或使用SingArea \Wrist指令。

指令说明：SingArea\Wrist:允许轻微改变手腕的姿态,以便通过奇异点,避免停机。

SingArea\Off:关闭自动插补，不允许改变姿态。

为了避免进入奇异点，特意把5轴设为30度。

ABB机器人奇异点与坐标系创建

ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人

工具坐标系
ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
工件坐标系
ABB机器人
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ABB机器人
ABB机器人
ABB机器人
重启动操作
ABB机器人
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系统备份与恢复
ABB机器人
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ABB机器人
ABB机器人
奇异点处理
遇到奇异点的话，先判断问题：是速度超限还是位置超限，然后确认通过路径上容易超限的地方，然后在这个位置上往其他方向偏移多设置一个中间点，避开奇异位置；或者将奇异点所在轨迹改成轴运动方式。
注意：奇异点报错后，需要确认错误，否则机器人不会工作。
ABB机器人
坐标系统
ABB机器人
LOGO
ABB机器人
ABB机器人
第二章
ABB机器人
奇异点
ABB机器人
顶部奇异点
处于A4,A5,A6轴交叉点处的腕部根节点正好位于A1轴上方。
ABB机器人
完全伸展位置
A2-A3的延长线直接穿过腕部根节点.
ABB机器人
腕部奇异点（a5位置）
在这种情况下，4轴和6轴是平行的。此时不能得到一个明确的关于这两个轴位置的逆变换，因为此时A4和A6有无限多的组合。

abb机器人零点标定的基本步骤

ABB机器人零点标定基本步骤
一、准备工作
1. 确保机器人已经正确安装和调试完毕，可以进行基本的操作和运动。

2. 准备好标定所需的工具和设备，例如零点标定板、螺丝刀等。

3. 了解ABB机器人的零点标定原理和操作方法。

二、手动移动机器人
1. 打开机器人的电源，并启动机器人控制程序。

2. 在机器人控制程序中选择“手动模式”，然后使用操作手柄或键盘手动控制机器人移动。

3. 确保机器人能够平稳、准确地移动到指定的位置。

三、接近零点位置
1. 在机器人控制程序中设定机器人的零点位置，例如关节角度等。

2. 通过手动操作将机器人移动到接近零点位置，但不要超过零点位置。

3. 记录下当前机器人的位置和姿态信息。

四、执行零点标定
1. 在机器人控制程序中选择“零点标定”功能，并按照程序提示进行操作。

2. 将零点标定板放置在机器人末端执行器上，并确保连接稳定。

3. 根据程序提示，让机器人运动到各个关节的零点位置，并在每个位置上执行一次零点标定。

4. 记录下每个关节的零点位置和姿态信息。

五、确认标定结果
1. 在完成所有关节的零点标定后，关闭机器人控制程序。

2. 检查标定结果是否正确，例如关节角度是否与设定的零点位置一致。

3. 如果发现标定结果有误，需要进行重新标定或检查设备连接情况。

六、完成零点标定
1. 如果标定结果正确，将零点位置和姿态信息保存到机器人的控制程序中。

2. 在使用机器人时，将自动从零点位置开始计算关节角度和运动轨迹。

3. 定期对机器人进行零点标定以保证其精度和稳定性。

机器人奇异点

产生的结果如下：•机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动•某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控•无法求逆运算当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP 点的路径速度会显著减慢。

因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。

如何产生奇异点（singularity）说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2].如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。

相同的情况同样可以发生在机器人上：6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。

腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。

肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。

肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。

4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity)下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）.机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。

因此，在某系机器人仿真软件里，比如说ABB的robotstudio，当你打开机器人模型的时候，机器人的五轴会是这样的：耷拉着小脑袋真不是为了卖萌，而是为了避开奇异点。

除了这种奇异点，还有其他两种：二、1轴和6轴奇异点(Alignment singularity)三、当机器人的2轴和3轴产生奇异点(Elbow singularity)比如在当前的姿态下，机器人的端点可以产生的速度是由两个速度合成的：v1和v2.v1是由于第一个旋转关节产生的;v2是由于第二个旋转关节产生的;图（a）图（b）可以看到图（a）中两个速度矢量v1和v2在平面上没有共线，它们是独立的、不共线的，我们是可以通过调整v1和v2的大小来得到任意的合速度的（大小和方向）。

abb机器人数组里面的点位

abb机器人数组里面的点位
ABB机器人数组里面的点位是指在ABB机器人控制系统中，存储机器人运动轨迹信息的一种数据类型。

它是由一系列坐标点构成的，表示机器人在运动过程中的位置、方向和姿态等信息。

对于ABB机器人而言，点位是非常重要的数据类型，它直接影响机器人的运动轨迹和运动速度。

在实际的机器人应用中，点位通常是由机器人程序员通过编程手动创建的，或者通过机器人离线编程软件生成的。

在ABB机器人控制系统中，点位可以按照不同的方式存储和管理，如单个点位、点位列表、点位数组等。

其中，点位数组是一种比较常见的点位存储方式，它可以将多个点位按照一定的规律排列成一个数组，方便程序员进行管理和调用。

总之，ABB机器人数组里面的点位是机器人控制系统中非常重要的一种数据类型，对于提高机器人的运动精度和效率具有关键作用。

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