📚 课程目录第4章手动操纵虚拟示教器完成单轴点动与线性运动

4. 手动操纵虚拟示教器完成单轴点动与线性运动

在 RobotStudio 虚拟示教器中，手动操纵分为两种基本方式：单轴点动（轴 1–6 各自独立旋转）和线性运动（TCP 沿工具坐标系或工件坐标系的 X/Y/Z 方向直线移动，姿态由机器人自动解算）。理解两者的区别，是后续编写 MoveL/MoveJ 指令的基础。

操作前需确认三点：示教器处于手动模式（Manual），使能键（Deadman）保持按下，且当前激活的坐标系为工具坐标系（例 2 已建立）。若未建立工具坐标系，线性运动将退化为以法兰中心为参考点，轨迹会明显偏离预期。

在虚拟示教器的 Jogging 面板中选择 Axis 1–3 或 Axis 4–6，点击对应轴的 +/− 按钮。IRB 2600 各轴典型工作范围如下（示例参数，实际以机器人型号手册为准）：

轴	运动类型	典型范围	点动时观察重点
轴 1	回转	±180°	底座旋转，TCP 画圆弧
轴 2	大臂俯仰	−90°~+150°	大臂前后摆动
轴 3	小臂俯仰	−180°~+75°	小臂伸缩，易接近奇异
轴 4	腕部回转	±180°	工具绕自身轴旋转
轴 5	腕部摆动	±120°	工具俯仰，轴 4/6 共线时奇异
轴 6	腕部回转	±400°	工具末端旋转

点动轴 3 或轴 5 时，若接近奇异位形，虚拟示教器会在状态栏显示 Near Singularity 提示，同时关节角速度可能突然增大。此时应停止点动，改用线性运动或调整姿态绕开奇异区。

切换至 Linear 模式，选择工具坐标系（如 tool0），点击 X/Y/Z 方向按钮。机器人会自动解算各关节角度，使 TCP 沿指定方向直线移动。线性运动的速度通常限制在 250 mm/s 以内（手动模式安全限速）。

线性运动过程中，重点观察：

建议在点动前先记录 Home 位姿的关节角度（如 [0, 0, 0, 0, 0, 0]），点动后再读取一次，对比角度变化量，可直观理解各轴对 TCP 位姿的贡献。

以下为一次典型点动实验的关节角度记录（示例数据，用于说明记录方法）：

从表中可见：单轴点动只改变一个关节角；线性运动则同时调整多个关节角，且角度变化量取决于当前位形和运动方向。这正是线性运动需要逆运动学解算的原因。

虚拟示教器中的运动范围与真实机器人一致，但虚拟环境不会触发物理碰撞。若在虚拟环境中点动至超出工作空间的位置，示教器会显示 Out of Range 错误，此时需反向点动回到可达区域。

在虚拟示教器的 Jogging 面板下方，可实时读取六个关节的当前角度值。建议按以下格式记录：

动作: 轴1 +30°
记录时间: 手动点动后
关节角度: [30.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
TCP 位置: (X, Y, Z) = (示例值)
奇异提示: 无

通过对比不同动作下的关节角度，可以直观理解：单轴点动只影响一个关节，而线性运动需要多个关节协同变化。这一认识对后续编写 MoveL 指令和调试轨迹至关重要。