外部轴协调运动在ABB和KUKA中实现变位机与机器人的精确同步

协调运动的本质

协调运动的目的是让机器人工具中心点（TCP）相对于工件的位置、姿态和速度保持恒定，无论变位机是否在转动。这就像机器人站在一个旋转的地面上，但要保证手中的焊枪始终对准地上的某条焊缝。

ABB的MultiMove功能

ABB机器人通过其MultiMove功能实现此功能。

• 编程实现： 在RobotStudio或示教器中，需要将机器人与变位机在系统中进行“集成”，定义为协调主从关系。编程时，使用特定的运动指令（如MoveL）并在一个“协调空间”中操作。当机器人需要焊接一条环绕工件的焊缝时，程序员只需正常规划机器人的路径，系统会自动计算并驱动变位机进行相应的旋转，使得焊缝始终处于最理想的焊接位置。

• 关键点： ABB的系统允许将工件坐标系“附着”在变位机上。这样，当变位机转动时，机器人所认知的工件坐标系也随之运动，机器人只需朝着这个运动坐标系中的目标点移动，即可自然实现同步。

KUKA的KRC4与SensorTech

KUKA通过其KUKA.CNC和KUKA.SensorTech等软件包提供强大的外部轴协调控制能力。

• 编程实现： 在KUKA系统中，需要通过配置将外部轴定义为“机器人”或“工装”类型，并建立与机器人的运动学关联。之后，可以使用LIN或CIRC指令在“基坐标”或“工具坐标”系下编程。当激活协调功能后，机器人控制系统会将机器人和外部轴视为一个完整的运动链进行解算。

• 关键点： KUKA系统支持复杂的“倾斜台与回转台”组合。程序员可以定义一个“固定点”，即机器人TCP需要围绕运动的虚拟中心点。系统会通过复杂的逆向运动学，自动分解出机器人各轴和外部各轴的运动量，确保TCP精确地围绕该固定点做圆周或线性运动。

实践要点

无论使用哪个系统，实现精确同步都需注意：

1. 精确标定： 机器人、变位机以及它们之间的位置关系必须经过精确标定，任何几何误差都会在运动中放大。

2. 程序结构： 协调运动需要在程序中使用专门的指令（如ABB的WZDiss/WZHome，KUKA的SPLINE相关指令）来激活和取消，并注意运动速度是合成速度。

掌握外部轴协调运动技术，能极大扩展机器人的工艺能力，实现单台机器人完成复杂空间曲线的加工作业，是提升自动化系统性价比的关键技术。