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随着越来越多的企业进入制造业，机器人手臂的使用正在增加 使用机械臂的好处。如果您计划将机械臂纳入您的业务流程，那么您需要确保您充分了解情况。寻找品质 机械臂制造商 您可以使用它来获得高质量的结果。
机械臂由身体、手腕和末端执行器组成。末端执行器用于夹持不同的产品或承担不同的任务。在大多数情况下，您需要末端执行器在不同方向上精确移动。这是您需要确保了解机器人奇点以及它如何影响机械臂性能的地方。在本文中，我们将深入探讨机器人奇点以及为什么必须牢记它。
什么是机器人奇点
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机器人奇点是指一种配置，其中 机器人末端执行器 某些方向的运动被阻止。这种配置会限制您所使用的机械臂的效率和精度。一般来说，当涉及到 6轴机械臂，它们通过在 3D 或笛卡尔平面中相对于 X、Y 和 Z 轴运动来工作。它由 6 个关节组成，为机械臂在行动时提供 6 个自由度。
这种自由度允许机械臂向不同方向移动，并轻松完成其设计的任务。如果有任何机会，机器人末端执行器无法到达产品或朝错误的方向移动，这就是奇点问题出现的地方。有些奇点很容易识别和解决，让您可以返回到您的产品。任务。然而，另一方面，一些机器人会遇到难以识别的奇点，除非借助复杂而冗长的公式。
什么影响机器人奇点？
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机器人奇点会带来不同的影响和挑战，特别是在识别具体问题时。这些挑战因您将使用的机械臂上的一些因素而异。机器人所经历的奇点的复杂性和严重性取决于关节的数量、机器人的类型（线性或旋转）以及几何布置。
An 工业机器人手臂 具有两个可以轻松控制的空间。这通常是联合空间和笛卡尔空间。根据机械臂操作的不同空间，您会发现它将具有两组位置模式运动命令。
当涉及关节空间命令时，机器人将收到具有所需关节空间集的特定指令。然后，它将移动，以线性同步平移方式将每个关节带到建议的关节位置。通过笛卡尔空间命令，对机器人的建议将具有具有特定笛卡尔路径的末端执行器所需的姿势。笛卡尔路径设计为线性或圆形。
为了使机器人与笛卡尔关节和命令精确对齐，机器人控制器计算机器人的逆位置和速度运动学。这使得末端执行器能够正确定位以执行设计的任务。然而，如果计算错误，那么在您发现末端执行器定位不准确的地方就会出现奇点。这向您展示了您想要避免的配置，以防止奇点问题阻碍您的自动化流程。
机器人奇点的功能
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应不惜一切代价避免机器人出现奇点，以确保您的工业机器人手臂能够以最佳状态完成所需的任务。了解更多有关机器人奇点的功能将使您更好地理解为什么应该避免它。机器人奇点主要与两个不同的功能相关。
速度测绘的下降
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考虑两个笛卡尔机器人，用于将其末端执行器定向到不同的方向。这两个机器人具有六轴定位功能，由三个正交线性导轨和三个旋转平台堆叠而成。当所使用的机器人可以将轴和关节保持在应有的位置时，末端执行器的定向就很容易。
它可以在其工作空间内沿着 6D 路径连续使用末端执行器，同时保持精度和准确度。然而，当轴和关节重合时，就会出现奇点，机器人不再能够以其 6 个自由度进行移动。
对于该机器人，您会发现它无法绕与旋转关节重合的轴旋转其末端执行器。这种奇点通常被称为万向节锁。鉴于大多数奇点都是借助方程来解决的，您会发现确定某些物体的速度变得更加困难 笛卡尔向量。当奇点发生时，它会妨碍您计算出与特征速度相关的数字强度的能力。
能够测量机械臂的速度对于确保安全至关重要。当面临奇点问题时，你会发现它对机器人技术构成了巨大的风险，尽管它们还没有达到那个程度。它会导致关节速度过高，这可能很危险，特别是当您使用大型且快速的工业机器人时。这就是为什么绘制您正在使用的速度如此重要的原因。
有限的内部工作空间边界
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当谈到机器人奇点时，它不仅影响逆速度运动学，而且还会影响逆位置运动学方程。使用工业机器人时，您会发现它们具有针对不同关节位置的方程和解决方案。不同的解决方案与不同的配置类型密切相关。
例如，如果您的机器人具有 8 种独特的关节位置到末端执行器位置解决方案，那么它也将具有 8 种不同的配置类型。要更改配置类型，您必须经历奇点。奇点是在笛卡尔工作空间中发现的 6D 实体之间的边界，是典型的 6 轴机器人。这限制了您可以实现的不同配置以及您可用的工作空间边界 工业机器人.
垂直关节机器人中的机器人奇点类型
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鉴于机器人奇点可能出现在您正在使用的任何工业机器人手臂中，因此重要的是要认识到机器人奇点有不同的类型。就像机械臂有不同的部分一样，奇点也会影响这些不同的部分，从而导致各种问题。
在这里，重要的是要记住工业机器人手臂具有不同的关节轴。您将使用平行的 2 和 3、垂直于 1 和 4 的 2 和 3、垂直于 5 和 4 的轴关节的关节 6 的轴。现在您对不同的轴和关节，您可以更好地探索奇点类型。奇点中最明显的类型 垂直多关节机器人手臂 需要考虑的包括：
手腕奇点
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当谈到垂直铰接机器人手臂时 内嵌手腕，他们往往将手腕奇点作为最普遍的问题。当关节 4 和 6 的轴线彼此重合时，就会出现这种类型的奇点。发生这种情况时，手腕无法沿关节 5 的轴线方向移动末端执行器。在应用中，考虑一个正在精确工作的工业机器人手臂。
为了让它沿着一条穿过奇点的线，关节 4 和 6 必须同时旋转 90 度。这将以相反的方向完成，以确保过程准确。这表明跨越手腕奇点是可行的。然而，一旦到达奇点，末端执行器将保持静止，而两个关节则旋转。为了使末端执行器跨越奇点，它必须首先停止。如果在应用中，会影响工业手臂工作时的精准度。针对手腕奇点有很多解决方案，可以轻松实施来纠正问题。
肘部奇点
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垂直工作时可能遇到的第二种奇点 关节式机器人手臂 手腕内直是肘部奇点。主要发生在手腕中心位于通过关节2、3的轴线的平面上时。手腕中心是指关节4、5、6的轴线相交的点。在肘部奇点中，您会发现手臂完全伸展，并且还可能存在某些无法完全折叠的情况。这种奇点主要由关节 3 的轴和位置决定。肘奇点还具有几个解决方案，可以帮助您解决机械臂可能遇到的任何性能问题。这种类型的奇点经常发生，并且很容易预测和避免。
肩部奇点
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您可能遇到的最后一个奇点是肩部奇点，当机器人手腕的中心位于通过关节 1 和 2 的轴的线上时，就会出现肩部奇点。该奇点是其余奇点中最复杂的，因为它不依赖于单个关节位置。对于肩部奇异点，关节 2 的轴线方向上的运动受到限制。
在应用中，为了使机器人沿着通过肩部奇点的线运动，关节 1 和 4 必须同时旋转 90 度角。这种旋转就像手腕奇点一样，是在相反的方向上完成的，而 末端执行器 保持不变。与手腕奇点一样，通过肩部奇点的运动是可能的，但是末端执行器必须停止才能实现这一点。这一奇点还具有一些可以实施的解决方案，以确保机械臂恢复最佳状态。
六轴协作机器人 (Cobot) 中的奇点类型
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我们 协作机器人，您会发现关节 2、3 和 4 的轴平行，关节 1 的轴与关节 2 的轴相交且垂直。此外，它还具有与关节 5 的轴相交且垂直的特征到关节 4 和 6 的轴。与铰接式机器人中的奇点一样，这些机器人也具有相对于不同配置类型的不同解决方案。协作机器人中包含的奇点类型包括：
手腕奇点
当关节 4 和 6 的轴平行时，这些机器人就会出现手腕奇点。在这种情况下，您可能会发现关节 2、3、4 和 5 的轴可以移动，而末端执行器保持不变。
肘部奇点
在这些机器人中，当关节 2、3 和 4 的轴位于同一平面时，就会出现肘部奇点。这极大地限制了末端执行器的运动，进而影响机械臂的性能。
肩部奇点
当关节 5 和 6 的轴线的交点位于通过关节 1 和 2 的轴线的平面内时，就会出现肩部奇点。这里有一些解决方案可以用来纠正奇点并让工业机器人正常工作。
如何避免机器人技术的奇点
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机器人奇点对制造过程产生不同的影响，因此必须有办法避免它们。鉴于不同类型的机器人，奇点会根据您使用的机器人类型而有所不同，对如何避免奇点有基本的了解将确保您的流程轻松运行。一般来说，只有确保您的 机器人细胞 设计得当。这也会影响到您选择用于末端执行器的适配器板上的设计。
例如，如果您碰巧配置了 机械臂 并且没有很好地分配与手腕奇点相对应的拾取位置，那么您就无能为力解决问题。有了这个，唯一要做的就是检查该姿势是否可以在非奇异应用程序中使用。此外，还可以通过在工具上添加小角度来避免奇点。这对于减少机器人陷入奇点的可能性大有帮助。这项技术主要由了解机械原理并可以根据自己的优势调整解决方案的技术人员使用。
最后，还可以通过采用编程方法来避免奇点，并让数学帮助您解决问题。在此，您会发现轴的数量大大减少，从而可以避免奇点。这主要是因为更多的轴数量增加了出现奇点的机会。请记住，当轴彼此对齐并阻止机械臂沿某些方向移动时，就会出现奇点。减少轴的数量还可以减少它们对齐并导致任何堵塞的机会。
结语
机器人奇点是机器人手臂和其他自动化设备在不同工业应用中遇到的一个大问题。自己处理这些问题可能会很麻烦，这就是为什么你应该尽量避免机器人奇点。但是，如果您遇到此问题，您可以找到解决方案或聘请精明的技术人员来解决该问题。
或者，与信誉良好的公司建立密切的工作关系 自动化设备制造商 当你遇到任何奇点时，谁会帮助你。花点时间确保您的机器人设备运行良好，以帮助您完全定制并充分利用其在您的业务中的使用。