4. UR机器人编程环境入门
UR机器人的编程入口是示教器上的 Polyscope 图形化界面。与传统的文本代码编程不同，Polyscope 采用“程序树”的方式组织指令：一条程序由若干节点自上而下顺序执行，节点可以是运动指令、I/O 操作、条件判断、循环、赋值或子程序调用。理解这套界面与程序结构，是后续搭建柔性装配单元程序的基础。
一、Polyscope 界面与基本操作
Polyscope 界面主要分为几个区域：顶部状态栏显示机器人模式（手动/自动）、程序运行状态、速度倍率与用户权限；左侧为程序树编辑区，是编写程序的主战场；右侧为指令面板，包含“基本”、“运动”、“I/O”、“高级”等标签页；底部为控制栏，提供播放、暂停、单步、停止等运行控制按钮。
实际操作中，常用操作包括：点击“程序”进入程序编辑；点击“安装”配置 TCP、负载、I/O 与安全；点击“运行”执行程序；点击“日志”查看历史信息。手动模式下，需按住示教器背面的“自由驱动”按钮或使用“移动”标签页配合坐标轴按钮点动机器人。速度倍率滑块在手动模式下通常限制在较低范围，调试时应从小倍率开始。
二、程序结构与变量、表达式
Polyscope 程序的基本结构是“主程序 + 子程序”。主程序通常负责流程调度，子程序封装重复动作，例如“取料”、“拧螺丝”、“放料”。程序树中每个节点可展开参数，节点之间可以拖拽调整顺序。
变量分为两类：一类是 UR 内置的“姿态变量”（Pose），用于存储机器人位姿，包含 x、y、z、rx、ry、rz 六个分量；另一类是“通用变量”，支持整数、浮点数、布尔、字符串等类型。变量可在“程序”标签页中通过“赋值”指令创建和修改。
表达式用于赋值和条件判断。例如，将当前位置赋值给变量：
pose_pick = get_actual_tcp_pose()
count = count + 1
if count >= 3:
stop
Polyscope 的表达式语法接近 Python，支持加减乘除、比较运算和逻辑运算。需要注意的是，位姿变量不能直接相加，若需偏移，应使用“位姿变换”指令或分别对 x、y、z 分量赋值。
三、运动指令类型与参数设置
UR 提供三种基本运动指令：MoveJ、MoveL、MoveP。MoveJ 为关节空间运动，机器人以最快路径到达目标点，适合大范围转移；MoveL 为直线运动，工具 TCP 沿直线到达目标，适合接近、插入、涂胶等需要路径可控的场合；MoveP 为过程运动，可设置混合半径，使路径在拐角处平滑过渡，适合连续轨迹。
每条运动指令的关键参数包括：目标点（位姿或路点）、速度、加速度、混合半径（blend）。速度与加速度可分别设置，单位分别为 mm/s 和 mm/s²（关节运动为 °/s 和 °/s²）。混合半径用于 MoveL 和 MoveP，表示在距离目标点多少毫米处开始向下一条指令过渡，半径越大过渡越平滑，但路径偏离也越大。
以装配单元中的“取料—插入”动作为例，典型参数设置如下：
| 指令 | 目标 | 速度 | 加速度 | 混合半径 |
|---|---|---|---|---|
| MoveJ | Home 点 | 60 °/s | 120 °/s² | — |
| MoveL | 取料上方 50 mm | 150 mm/s | 300 mm/s² | 0 mm |
| MoveL | 取料点 | 50 mm/s | 100 mm/s² | 0 mm |
| MoveL | 插入点 | 20 mm/s | 50 mm/s² | 0 mm |
上述参数为教学示例，实际值需根据工件重量、TCP 偏移和节拍要求调整。插入段速度较低，是为了避免冲击和保证对位精度；取料上方设置中间点，是为了让机器人先以较高速度接近，再以低速完成精确动作。
四、从界面到程序：一个可复现的入门练习
建议按以下顺序完成一次完整练习，以建立对 Polyscope 的直观认识：
- 在“安装”中设置 TCP 为工具中心点，负载设为 0.5 kg，确认安全配置。
- 手动模式下，将机器人移动到 Home 点，记录位姿并命名为
home。 - 新建程序，依次添加 MoveJ 到
home、MoveL 到取料上方、MoveL 到取料点。 - 在取料点后插入“赋值”指令，创建变量
count并赋初值 0，再添加count = count + 1。 - 添加“如果”指令，条件为
count ≥ 3，满足时执行“停止”。 - 将速度倍率调至 10%，单步运行，观察每个节点的实际路径与参数效果。
运行过程中，重点观察 MoveL 是否沿直线到达目标、混合半径是否导致路径提前转弯、赋值与条件判断是否按预期改变程序流向。若发现路径偏离，优先检查 TCP 设置与目标点位姿；若程序提前停止，检查 count 的初值和判断条件。