ABB机器人奇异点
一、出现奇异点的结果
1.机械臂的自由度减少，从而无法实现某些运动
2.某些关节角速度趋向于无限大，导致失控，严重会“机毁人亡”
3.无法求逆运算
二、奇异点类型
1.六轴工业机器人存在3种类型奇异点
1.1腕关节奇异点
1.2肩关节奇异点
1.3肘关节奇异点
2.腕关节奇异点
腕关节奇异点发生在4轴和6轴重合（平行）时，如下图所视，大部分机器人四轴和六轴 在运动过程中可能会相交，就出现奇异点。这个很多机器人会存在，这跟机器人的结构有关。
说明：ABB机器人在运行和手动操作过程当中，有时候会进过机器人奇异点，造成机器人停止并报错，报奇异点错误。这里主要了解机器人奇异点和相应解决办法，添加指令和使用指令。
一、ABB机器人奇异点定义
当机器人关节轴5角度为0度，同时关节轴4和关节轴6是一样时，则机器人处于奇异点。
利用无限量的机械臂配置可获得机械臂空间内的某些位置，以确定工具的位置和方位。但在基于工具的位置和方位计算机械臂角度时，这些位置，也就是熟知的奇异点，却成了一个问题。一般说来，机械臂有两类奇异点，臂奇异点和腕奇异点。
1、臂奇异点：臂奇异点就是腕中心（轴4、轴5和轴6的交点）正好直接位于轴1上方的所有配置。如下图所示：
腕中心和轴1汇集时出现臂奇异点
2、腕奇异点：腕奇异点是指轴4和轴6处于同一条线上（即，轴5角度为0）的配置。如下图所示：
轴5角度为0时出现腕奇异点
二、如何避免解决机器人出现奇异点
1、布局以及夹具设计
在进行工作站布局时候，要考虑机器人和各个设备之间的摆放布局位置，尽量考虑到机器人在工作过程当中，避免机器人经过奇异点；还可以在考虑机器人夹具在工作中对机器人姿态影响，进而避免奇异点。
如果已指定参数\Wrist，则对方位进行接头插补，以避免奇异点。在这种情况下，TCP遵循正确的路径，但是工具方位会稍微偏离。当未通过奇异点时，亦将出现上述情况。
2、SingArea指令
在编程时，也可以使用SingArea这个指令去让机器人自动规划当前轨迹经过奇异点时的插补方式。如：
SingArea\Wrist:允许轻微改变工具的姿态，以便通过奇异点
SingArea\Off:关闭自动插补
（1）使用说明
SingArea用于定义机械臂如何在奇异点附近移动。SingArea亦用于定义关于拥有不到六个轴的机械臂的线性和圆周插补，在轴4锁定为0或+-180度的情况下，可编程六轴机械臂运行。本指令仅可用于主任务T_ROB1，或者如果在MultiMove系统中，则可用于运动任务中。
（2）可选变元：SingArea [\Wrist]|[\LockAxis4]|[\Off]
\Wrist ：数据类型为switch，允许工具方位稍微偏离，以避免腕奇异点。其适用于轴4和轴6平行的情况（轴5为0度）。同时适用于拥有不到六个轴的机械臂的线性和圆周插补，其允许工具方位出现偏离。
\LockAxis4 ：数据类型为switch，通过将轴4锁定在0或+-180度，可达到编程位置。如果当轴4位于0或+-180度时，未编程位置，则当前将获得不同的工具方位。如果轴4的起始位置偏离锁定位置2度以上，则第一次移动将表现为通过参数\Wrist来调用SingArea一般。
\Off ：数据类型为switch，不允许工具方位出现偏离。当未通过奇异点，或不允许方位发生改变时，上述要求适用。如果未指定任何参数，则将系统设置为\Off。
（3）举例
例一：
SingArea \Wrist;
可略微改变工具方位，以通过奇异点（生产线中的轴4和轴6）。拥有不到六个轴的机械臂，可能无法达到插补的工具方位。通过使用SingArea\Wrist，机械臂可实现移动，但是工具方位将会略微改变。
例二：
SingArea \Off;
不允许工具方位偏离编程方位。如果通过奇异点，则一个或多个轴可实施彻底的移动，从而导致速率降低。拥有不到六个轴的机械臂可能无法达到编程的工具方位。因此，机械臂将停止。
例三：
SingArea \LockAxis4;
通过将轴4锁定在0或+-180度，可编程六轴机械臂运行，从而避免在轴5接近于零时的奇异点问题。通过将轴4锁定在0或+-180度，可达到编程位置。如果当轴4位于0或+-180度时，未编程位置，则当前将获得不同的工具方位。如果轴4的起始位置偏离锁定位置2度以上，则第一次移动将表现为通过参数\Wrist来调用SingArea一般。在所有后续移动中，轴4将保持锁定，直至执行新的SingArea指令。
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