3. 运动指令编程

URScript 的运动指令决定了 TCP（工具中心点）在空间中如何从当前位姿到达目标位姿。四条核心指令 movej、movel、movep、movec 看似只是"移动"的不同写法，实际上它们对应四种完全不同的轨迹规划策略：关节空间插补、笛卡尔直线插补、过程路径插补和圆弧插补。选错指令，轻则路径绕远、节拍变慢，重则撞到工装或让线缆过度扭转。理解它们的语法、参数与规划差异，是写出可靠运动程序的基础。

一、四条指令的语法与参数含义

四条指令的通用形式都是"目标位姿 + 运动参数"的组合，但目标位姿的表示方式和参数集合略有差别。

movej(q, a=1.4, v=1.05, t=0, r=0)
movel(p, a=1.2, v=0.25, t=0, r=0)
movep(p, a=1.2, v=0.25, t=0, r=0)
movec(p_via, p_to, a=1.2, v=0.25, t=0, r=0)

其中 q 是关节角向量，形如 [0, -1.57, 1.57, -1.57, -1.57, 0]，单位为弧度；p 是笛卡尔位姿，形如 p[x, y, z, rx, ry, rz]，位置单位为米，姿态为旋转向量（轴角）表示。movec 需要两个位姿：p_via 是圆弧上的中间途经点，p_to 是圆弧终点。

四个运动参数含义一致，但作用方式不同：

• a：工具加速度，单位 rad/s²（关节运动）或 m/s²（笛卡尔运动），默认 1.4 或 1.2。
• v：工具速度，单位 rad/s 或 m/s，默认 1.05 或 0.25。
• t：指定运动时间（秒）。当 t>0 时，控制器忽略 a 和 v，按给定时间完成运动；t=0 表示由 a、v 决定速度曲线。
• r：混合半径（blend radius），单位米。当 r>0 时，机器人在接近目标点前提前过渡到下一段轨迹，形成圆滑拐角，而不是完全停下。

二、轨迹规划差异：四种插补方式

这是四条指令最本质的区别，也是选择指令的核心依据。

movej 走关节空间。控制器在六个关节的角度值之间做插补，TCP 在空间中的实际路径是一条不可预测的曲线。优点是运动最快、不会出现奇异点、不会超出关节限位；缺点是路径不可控，不适合对轨迹有要求的场合。它通常用于大范围转移、回原点、换工具等"只关心终点、不关心中间"的场景。

movel 走笛卡尔直线。TCP 沿当前点到目标点的直线运动，姿态同步插补。路径可预测，适合焊接、涂胶、直线搬运等需要精确直线轨迹的作业。代价是：如果直线路径经过奇异点或超出工作空间，控制器会报错；速度也通常低于 movej。

movep 走过程路径。它同样在笛卡尔空间运动，但允许在路径上设置途经点，并支持在运动过程中保持恒定速度通过，适合需要平滑连续轨迹的场合，例如沿复杂轮廓连续涂胶。与 movel 相比，movep 对路径的约束更宽松，更强调"过程连续"而非"严格直线"。

movec 走圆弧。通过起点、中间点 p_via 和终点 p_to 三点确定一段圆弧，TCP 沿圆弧运动。它专门用于圆弧轨迹作业，如圆弧焊缝、圆形倒角、圆弧抓取。注意：三点不能共线，否则圆弧退化，控制器会报错。

三、混合半径 r 与速度参数的实际影响

混合半径 r 是工程中最容易被忽视、却对节拍影响最大的参数。当 r=0 时，机器人必须精确到达目标点并减速到零，再加速前往下一点，形成"走走停停"的轨迹。当 r>0 时，控制器在距离目标点 r 处开始向下一段轨迹过渡，机器人不停车直接拐弯。

例如一段由三个 movel 组成的搬运路径，若全部使用 r=0，每个拐角都要经历"减速—停止—加速"，节拍明显拉长；若设置 r=0.05（5 cm），拐角处速度保持连续，节拍可显著缩短，但实际路径会偏离原目标点约 5 cm。因此 r 的取值必须在"节拍"和"路径精度"之间权衡：精定位点用 r=0，中间过渡点用 r=0.02~0.1。

速度参数 v 和加速度 a 共同决定速度曲线。控制器按梯形或 S 形速度规划：先以 a 加速到 v，匀速运行，再以 a 减速到零。若路径太短，可能达不到设定速度 v，此时实际峰值速度由路径长度和 a 决定。这也是为什么短距离 movel 即使设了 v=0.5，实际也跑不到 0.5 m/s。

四、选型决策与示例程序

实际编程时可按以下逻辑选择：只关心终点、不关心中间路径 → movej；需要严格直线 → movel；需要连续平滑通过多个点 → movep；需要圆弧 → movec。下面是一段综合示例，演示从安全位到作业位、直线接近、圆弧作业、再返回的完整流程：

def pick_and_arc():
  # 1. 关节运动快速到达安全位（只关心终点）
  movej([0, -1.57, 1.57, -1.57, -1.57, 0], a=1.4, v=1.05, r=0)

  # 2. 直线接近作业起点，精定位
  movel(p[0.3, 0.1, 0.4, 3.14, 0, 0], a=1.2, v=0.25, r=0)

  # 3. 圆弧作业：经过中间点到达终点
  movec(p[0.4, 0.2, 0.4, 3.14, 0, 0],
        p[0.5, 0.1, 0.4, 3.14, 0, 0],
        a=1.2, v=0.15, r=0)

  # 4. 平滑过渡返回，中间点用混合半径
  movel(p[0.3, 0.1, 0.5, 3.14, 0, 0], a=1.2, v=0.3, r=0.05)
  movel(p[0.1, 0.0, 0.5, 3.14, 0, 0], a=1.2, v=0.3, r=0)
end

这段程序中，第 1 段用 movej 快速转移，第 2 段用 movel 精确到位，第 3 段用 movec 完成圆弧轨迹，第 4 段用带混合半径的 movel 平滑返回。每段指令的选择都对应明确的轨迹规划需求，而不是随意替换。掌握这四条指令的语法、参数与规划差异，就能在节拍、精度和路径可控性之间做出合理取舍。