奇異點概述

　　大部分6軸關(guān)節(jié)型機(jī)器人，由于機(jī)械限位或軟限位的限制，在其運動空間中會出現(xiàn)逆運動學(xué)無解的情況，也就是基于坐標(biāo)的規(guī)劃運動無法明確的逆向轉(zhuǎn)化為機(jī)器人各個關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)角度，在機(jī)器人工作空間中這些逆運動學(xué)無解的點就被稱為“奇異點”。機(jī)器人奇異點大致可以分為以下三種類型。

　　肩部奇異點：肩部奇異點是在機(jī)器人手腕的中心與J1軸關(guān)節(jié)在同一條直線上時發(fā)生。這種情況下，會導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸1和4試圖瞬間旋轉(zhuǎn)180度。

　　肘部奇異點：當(dāng)機(jī)器人手腕的中心與關(guān)節(jié)軸2和3處于同一平面時，會產(chǎn)生肘部奇異點。肘部奇異點看起來像機(jī)器人“伸得太遠(yuǎn)”，導(dǎo)致肘部鎖定在某個空間位置。

　　腕部奇異點：當(dāng)機(jī)器人的兩個手腕軸（關(guān)節(jié)軸4和6）在同一條直線上時，就會發(fā)生這種情況，這可能會導(dǎo)致這些關(guān)節(jié)試圖立即旋轉(zhuǎn)180度。

　　對于肩部奇異點與肘部奇異點，只要限制機(jī)器人作業(yè)范圍，就可輕易地回避。但是，腕部奇異點在機(jī)器人工作區(qū)域的幾乎所有位置都有可能發(fā)生。機(jī)器人在通過這些腕部奇異點或者其附近時，機(jī)器人腕部軸中的J4軸與J6軸，將在短時間內(nèi)進(jìn)行回轉(zhuǎn)量大的運動，使機(jī)器人產(chǎn)生極度怪異的運動姿態(tài)；若是此時限制腕部軸的運行速度，則會導(dǎo)致工具中心點（TCP）的速度變慢，同時機(jī)器人也將與所示教的運行軌跡產(chǎn)生偏離。

　　針對腕部奇異點，F(xiàn)ANUC機(jī)器人提供了奇異點回避功能，能夠?qū)崟r回避腕部的奇異點，并且此功能在機(jī)器人執(zhí)行程序時和手動運行時都可以使用。

　　通過使用奇異點回避功能可以實現(xiàn)：避免機(jī)器人腕部關(guān)節(jié)軸發(fā)生過度的回轉(zhuǎn)，能夠平順地通過腕部的奇異點，這樣就能夠使機(jī)器人工具中心點（TCP）的速度保持不變。

　　FANUC機(jī)器人奇異點回避功能屬于機(jī)器人系統(tǒng)軟件選項，若是需要使用此功能，需要額外安裝Singularity Avoidance（R792）和Motion Package（R809）系統(tǒng)軟件選項。對于不同型號的機(jī)器人，奇異點回避功能可能會不受支持。

　　使用注意事項

　　FANUC機(jī)器人奇異點回避功能，在使用過程中應(yīng)注意以下事項：

　　奇異點回避功能只限于搬運工具應(yīng)用型（HandingPRO）的機(jī)器人，對于有協(xié)調(diào)控制、跟蹤拾取、連續(xù)旋轉(zhuǎn)、圖形生成等附加功能的機(jī)器人無法同時使用。

　　此功能只對機(jī)器人的直線運動有效，圓弧運動則不能生效。

　　使用奇異點回避功能時，機(jī)器人運動時的腕部姿態(tài)與示教的姿態(tài)有時不同。不僅是經(jīng)過奇異點的路徑軌跡點，而且后續(xù)的路徑軌跡點的姿態(tài)也有可能被更改。

　　機(jī)器人單步運行時，前進(jìn)和后退有可能執(zhí)行不同的動作。為避免這種差異，以單步方式運行前進(jìn)時，機(jī)器人實際的姿態(tài)與示教的姿態(tài)不同的情況下，示教器會顯示“MOTN-208形態(tài)無法達(dá)到”的報警。此時，若在該點處執(zhí)行位置修改，則后退運行時的動作會成為與前進(jìn)運行時相同的動作。

　　手動操作時和程序運行時，奇異點附近的動作有時會不同。

　　機(jī)器人路徑軌跡點在奇異點范圍內(nèi)時，示教的路徑軌跡點將被更改。

　　在關(guān)節(jié)運動的轉(zhuǎn)角部分，此功能有可能無法使用。