奇点问题是机器人焊接的一大难题。这里有5个技巧来避免它们，并确保每次焊接都很好。
想象一下，您正在使用机器人用弧焊工具焊接一条线。工件很大，焊接线几乎与机器人的整个可达工作空间一样长。你给机器人设定起点和终点。然后，你指示它在这两点之间焊接一条直线。
你按下启动机器人程序。机器人移动到起始位置。焊接工具着火了。机器人开始沿着这条线焊接。
起初，一切似乎都很顺利。机器人沿着工件边缘走一条完美的直线。
但是，在这条线的中间，一切都出了问题。机器人突然慢了下来，几乎停了下来。其中一个接头旋转180度左右，而焊接工具的尖端保持静止。
它下面聚集着一大片焊缝。然后，机器人再次开始移动并继续这条线。
工件损坏。它留下了一个难看的斑点焊接在中间的线。
发生了什么事?一切都进行得很顺利!
罪魁祸首是……一个奇点。
奇点对机器人程序员来说是个麻烦。这里有5个技巧来避免机器人焊接。
技巧1:学习机器人奇点的基础知识
奇点的定义——用数学术语来说——是一个方程“趋于无穷”。当我们处理物理系统(机器人)时，这意味着数学试图描述一些在现实世界中不可能的事情。
奇点可以出现在许多系统中:理论上黑洞中心的密度是无限大的;水滴的尖端理论上是无限细的;我们的焊接机器人理论上需要无限快地移动当它到达焊接线中间的危险点时。
在机器人编程中，奇点通常以两种方式之一出现:
- 无限速度和加速度为了完成移动，一个或多个机器人关节必须以无限大的速度移动。这就是我刚才描述的例子中的情况。当机器人的一个关节达到极限时，它必须转180度才能继续向同一方向移动。为了保持焊接工具以恒定的速度移动，接头中的电机必须以无限快的速度旋转。
- 无限刚度-机器人移动到一个位置，其中一个执行器必须变得无限僵硬才能保持机器人的位置。由于这是不可能的，机器人会被卡住，直到它被移动到一个更好的位置。这经常出现在使用线性执行器的机器人中，比如Stewart平台，平台在到达一个奇点时就会崩溃(在这个视频中）.
技巧2:确定奇点的类型
大多数焊接任务由6R机器人完成(有6个转动关节)。有三种类型的奇点会影响这类机器人。识别你正在处理的奇点类型是很有帮助的。
每种类型都是由它影响的关节来定义的:
- 手腕奇点-机器人手腕关节(关节4和6)的Z轴对齐。这使得其中一个关节尝试无限快速旋转180度。
- 肩膀奇点-机器人肩关节(关节1)的Z轴与机器人基座或关节4对齐。结果，受影响的关节试图无限快地旋转180度。
- 肘部奇点-机器人离工作空间的边缘太远，导致其手腕的中心与肘关节(关节2和关节3)在同一平面上，这导致机器人卡住。
这是来自ETS的精彩视频展示了这三个奇点的作用。
仔细考虑焊接线在机器人工作空间中的位置。避免焊接工具穿过会导致机器人进入这些奇异点的点。
技巧3:使用正确的编程解决方案
在您的机器人代码中，不容易发现奇异点。这是很正常的，没有注意到他们，直到你下载你的程序到机器人，它的行为很奇怪。2022世界杯国家队名单然而，到那时，你已经把机器人从生产中拿出来重新编程了。
但是，它不必是这样的。通过首先使用正确的编程解决方案，可以很容易地检测到奇异点。
RoboDK具有自动奇点检测功能。它不会让你通过编程让机器人穿过奇点。相反，它会给你一个有用的警告，告诉你搬家可能会有问题。
例如，我在RoboDK中编写了一个焊接场景示例，它告诉我:“移动是不可能的。关节5与0度相交。这是一个奇点，不允许线性移动。”
问题解决了!
技巧4:只限制必须限制的内容
有时，似乎没有办法在不碰到奇点的情况下制造焊接线。您尝试将整个焊接工作移动到机器人工作空间的另一部分，但由于某种原因，仍然存在奇点问题。
在这种情况下，问题通常是您对机器人的限制太多。例如，可以将焊接工具的方向设置为沿整个焊缝完全相同。然后，软件努力避免奇点，同时保持这个严格的方向。
某些类型的焊接(例如电弧焊)允许在工具的方向上有一点余地。使用RoboDK，您可以指示程序在必要时给求解器一些旋转工具的自由。看到文档中的优化参数部分有关如何做到这一点的说明。
提示5:如果你需要帮助，请寻求帮助
关于奇点问题最令人沮丧的事情之一是它们很难解决，特别是如果你最近才开始使用机器人来完成焊接任务。
当你被问题困住时，最好的办法就是寻求帮助。
你应该向哪里寻求帮助?在RoboDK论坛!
我们的论坛是解决您焊接奇点问题的最佳场所。只要在通用论坛上发布一个问题，我们可以帮助你。
