机械臂到底是什么

六轴工业机器人 = 六个旋转关节串联,末端能到工作空间任意位姿。品牌就那几家:发那科、ABB、库卡、安川、埃斯顿。每家都有自己的示教器和编程语言,但核心概念一样:坐标系、工具、轨迹、IO。

机器人编程不是写算法,是"把人要做的动作一步步教给机器"。示教器(Hand Pendant)是你和机器人对话的唯一窗口。
工业机器人配图:六轴机械臂在流水线工位上作业,周围安全围栏
示教 + 轨迹 + 安全,三件套

这篇讲从首次上电到产线跑顺的完整流程。

坐标系与工具

机器人有多个坐标系:

  • 基坐标系机器人底座为原点。
  • 世界坐标系整个产线全局坐标。
  • 工具坐标系 TCP末端工具尖端,是编程常用。
  • 用户坐标系工件局部坐标。

TCP 必须先标定:让末端某个固定点绕一个顶点转一圈,机器人自动算出工具偏移。TCP 标错,整个轨迹全偏。

示教:手把手教

示教就是手动把机械臂移到目标位置,按"记录"存成一个点。典型动作序列:

// 伪代码(ABB RAPID 类似)
MODULE PickPlace
  PROC main()
    MoveJ pHome, v1000, fine, tool1;
    MoveL pPick, v200, fine, tool1;
    Set doGrip;         // 开气爪
    WaitTime 0.2;
    MoveL pPlace, v500, fine, tool1;
    Reset doGrip;
    MoveJ pHome, v1000, fine, tool1;
  ENDPROC
ENDMODULE

MoveJ = 关节运动(走直线外的任意路径),MoveL = 直线运动。

轨迹规划

"走过去"不是"点到点"这么简单。实际工艺要求:

轨迹类型
  • 点到点 PTP快速到点,路径不重要。
  • 直线焊接、涂胶要走直线。
  • 圆弧过三点拟合圆弧。
  • 样条复杂曲线,外接 CAD 轨迹。

速度、加速度都要限幅,不然甩臂甩飞。