fanuc 机器人位置比较

1. 精确位置比较
2. 容差位置比较

下面我们分别进行详细说明。

精确位置比较

概念

精确位置比较,顾名思义，就是将当前机器人的 TCP（工具中心点）位置与程序中记录的某个目标位置进行完全一致的比较，它比较的是六个轴的角度值（关节坐标），而不是笛卡尔空间中的 X, Y, Z, U, V, W 坐标。

核心指令：POS_CMP

这是实现精确位置比较的主要指令。

语法

POS_CMP 期望位置变量, 当前位置变量, 结果变量

• 期望位置变量：一个已经记录好的位置数据，通常是 [位置数据] 或 [位置寄存器]。
• 当前位置变量：通常是 CR[当前机器人位置]，代表机器人当前的实际位置。
• 结果变量：一个整数型信号或寄存器，用于存储比较结果。
  • 结果 = 1：当前位置与期望位置完全匹配。
  • 结果 = 0：当前位置与期望位置不匹配。

工作原理

POS_CMP 指令会比较两个位置数据中所有六个关节的角度值，只有在所有角度值都完全相同时，结果才为 1。即使机器人在笛卡尔空间中到达了同一个点，但如果关节角度不同（从不同方向接近），比较结果也会是 0。

示例

假设我们有一个已示教的位置 P1，我们想检查机器人是否回到了 P1 的位置。

// 程序开始
J P1 100% FINE    // 移动到位置 P1
L P1 100mm/sec FINE // 直线移动到 P1，更新位置数据
// 比较当前位置是否与 P1 匹配
POS_CMP P1, CR[1], R[1]
// 根据结果进行判断
IF R[1] = 1 THEN
    // 如果匹配，执行此操作
    TP "Robot is at exact position P1!"
    DO[1] := ON  // 打开某个输出信号
ELSE
    // 如果不匹配，执行此操作
    TP "Robot is NOT at position P1!"
    DO[1] := OFF
ENDIF

应用场景

• 安全门确认：确认机器人已经完全回到“安全位置”后，才能打开安全门。
• 特定工位的确认：确保机器人执行某个动作前，其姿态是预设的、唯一的。
• 调试：检查程序是否按预期执行，机器人是否精确地回到了某个点。

容差位置比较

概念

在现实世界的自动化应用中,由于工件定位误差、机器人重复定位精度、抓取误差等因素，机器人几乎不可能精确地回到理论上的点，我们需要一种方法来判断机器人是否“足够接近”一个目标点，这就是容差位置比较。

容差比较可以在关节空间或笛卡尔空间中进行。

核心指令：POS_CMP_TOL

这是实现容差位置比较的主要指令。

语法

POS_CMP_TOL 期望位置变量, 当前位置变量, 容差变量, 结果变量

• 期望位置变量：目标位置数据，如 [位置数据] 或 [位置寄存器]。
• 当前位置变量：通常是 CR[当前机器人位置]。
• 容差变量：一个包含容差数据的变量，用于定义在各个轴上的允许偏差范围。
• 结果变量：存储比较结果。
  • 结果 = 1：当前位置在容差范围内。
  • 结果 = 0：当前位置超出容差范围。

容差变量的定义

容差变量通常是一个 [位置数据] 类型的变量，你可以手动创建并编辑它，定义六个轴（关节或笛卡尔）的容差值。

关节空间容差 (Joint Tolerance): 定义每个关节轴允许的角度偏差。

笛卡尔空间容差 (Cartesian Tolerance): 定义在工具坐标系或用户坐标系下的平移和旋转偏差。

• 平移容差：单位通常是毫米，允许在 X, Y, Z 方向上的偏差。
• 旋转容差：单位通常是度，允许在 U, V, W（绕 X, Y, Z 轴旋转）上的偏差。

示例

假设我们要检查机器人是否在 P2 点的 10mm 范围内。

1. 定义一个容差变量，在示教器上，你可以创建一个新的位置数据，TOL_10MM，并将其值设置为 [10, 10, 10, 0, 0, 0]，这代表在 X, Y, Z 三个方向上的平移容差都是 10mm，旋转容差为 0。

2. 编写程序：

   // 示教目标位置 P2
   J P2 100% FINE
   // 定义容差变量 (也可以在程序外预先示教好)
   L P2 100mm/sec FINE
   ! 创建一个名为 TOL_10MM 的位置数据，并编辑为 [10, 10, 10, 0, 0, 0]
   // 进行容差比较
   POS_CMP_TOL P2, CR[1], TOL_10MM, R[2]
   // 根据结果进行判断
   IF R[2] = 1 THEN
       // 如果在容差范围内，执行抓取等操作
       TP "Robot is within tolerance of P2. Ready to grab!"
       // 执行抓取动作...
   ELSE
       // 如果超出容差范围，报警或重试
       TP "Error: Robot is out of tolerance at P2!"
       ALARM[101]  // 触发一个自定义报警
   ENDIF

应用场景

• 物料抓取：检查机器人是否已经到达抓取点附近，即使工件有轻微偏移。
• 放置/装配：确认机器人是否将零件放置到了正确的区域，无需分毫不差。
• 视觉引导：视觉系统给出一个目标坐标后，机器人移动到该坐标附近，然后通过容差比较确认到位。
• 焊接/涂胶路径的起点/终点确认：确认焊枪或胶枪已经到达了工艺路径的起始或结束区域。

总结与对比

最佳实践与注意事项

1. 理解关节 vs 笛卡尔：POS_CMP 是基于关节的，而 POS_CMP_TOL 默认是基于笛卡尔空间的，在大多数应用中，你关心的是工具在空间中的位置，而不是关节角度，POS_CMP_TOL 更常用。
2. 容差要合理：设置的容差值不能小于机器人的重复定位精度，否则机器人会因为自身的微小抖动而频繁“超差”，也不能过大，以免导致位置错误但未被检测到。
3. 位置寄存器 CR 的使用：CR[当前机器人位置] 是一个非常强大的工具，它代表了机器人任何时刻的实时位置，在进行位置比较时，通常会先读取 CR 的值到一个临时变量或直接使用。
4. 位置数据 [ ] 的更新：当你移动机器人到一个新位置并用 L 指令时，该位置数据会更新，确保你比较的是“期望”的原始位置，而不是被更新后的位置。

希望这份详细的解释能帮助你更好地理解和使用 FANUC 机器人的位置比较功能！