在机器人编程尤其是路径规划中,当机器人需要连续进行多个圆弧运动时,必须在两个圆弧之间加入关节(即关节运动点)或直线运动点。这主要有以下几个原因:
路径光滑性与连贯性:直接连接两个圆弧运动会导致路径在连接点处出现不连续性或不光滑的情况。这是因为在计算机数控(CNC)系统中,圆弧运动是通过参数方程或插补算法来实现的。如果直接连接可能会导致速度和加速度的不连续,进而影响运动的平滑性和稳定性。加入关节或直线运动点可以缓冲这种不连续性,确保运动路径的光滑性和连贯性。
运动学限制:机器人在进行连续圆弧运动时,其各个关节的运动范围、速度和加速度都有一定的物理限制。如果直接进行连续圆弧运动,可能会超过某些关节的运动能力。而在两个圆弧之间加入关节或直线运动点,可以有效地调整和优化各个关节的运动状态,避免超过机械系统的限制。
编程与控制简化:通过加入关节或直线运动点,可以简化机器人运动编程和控制策略。通常,控制系统在处理直线和关节运动点时更加简便和高效。这样能减少复杂的轨迹计算,同时易于调试和优化整个机器人运动路径。
减少误差累积:在实际的机器人运行过程中,误差是不可避免的。直接进行多个圆弧的连续运动,可能会导致误差的累积,从而影响最终的精度。加入关节或直线运动点有助于在每段运动结束时进行误差校正,确保整体运动路径的精确性。
这些策略都是为了保证机器人的运动更加稳定、平滑并且精确,使之能更好地完成复杂的任务。