配置外部軸機構的自定義方式1定義機構功能2定義機構流程目錄機構的自定義方式在PQArt軟件中，為了實現外部軸與工業機器人的協同運動，需要先完成外部軸的定義，外部軸的定義則需通過機構自定義的方式完成。定義機構功能1PQArt軟件中“定義機構”位于下圖所示的功能菜單下，點擊即可進行機構的自定義。圖1定義機構功能菜單主要用來定義10軸以內（包含10軸）串聯型運動機構和外部軸兩大類。其中，串聯型運動機構指的是組成機構的各部分零部件，通過移動關節(簡稱P)或旋轉關節(簡稱R)，首尾相連，形成的一個串聯型、非閉環構造形式。外部軸指的是除去機器人本體上的軸，為了工作需要所以在加上的軸。在PQArt內，一般指導軌、變位機、變位工具。通過給機器人增加外部軸關節，本質上是增加了機器人的可達空間，加工的靈活性；從而使機器人在大小、型號不變的情況下，可以加工更加復雜、更加巨大的工件；使機器人可以勝任更加復雜的、多工位、多角度的加工工況。定義機構功能1定義機構功能1圖2虛擬產線中的多軸導軌定義機構流程2下面講解在PQArt軟件中定義機構的方法。定義機構的流程如圖所示，包含模型的導入、模型預處理、機構定義以及機構定義檢測，下面分別對其中的注意事項以及要點進行講解。導入模型模型預處理機構定義機構檢測圖3定義機構流程(1)導入模型通過“輸入”來導入模型，軟件支持的CAD文件格式如下圖所示。定義機構流程2圖4軟件支持的CAD文件輸入格式需要注意的是，將CAD模型導入PQArt軟件環境之前，建議將CAD模型中每個自定義連桿的部件裝配起來，每個連桿對應于一個裝配。(2)模型預處理導入的模型，其零部件層次關系不一，定義機構前需要對這些零部件進行一下預處理，使之符合定義所要求的層次結構。運動機構零部件的樹結構一般要求：根目錄為一個總裝，名字一般為機器人的官方名稱，子節點下依次為BASE、J1、J2…Jn排列。BASE為機構的機座，J1~Jn為由機座端開始串聯機構的關節軸，注意命名順序要準確。注意，環境中不允許有其他任何額外的零件/裝配，否則會彈出警告，阻止機構的定義。定義機構流程2在機器人加工管理樹中可以對導入PQArt軟件環境的場景文件進行管理，選擇對應的場景文件后通過其右鍵菜單（如圖所示）中的功能，可以對場景文件進行裝配、解除裝配和重命名操作，以實現機構的預處理。定義機構流程2圖5場景文件右鍵菜單完成模型預處理的前提下，可以進行機構的自定義。進行機構定義時，需要依次了解基礎知識、確認機構的坐標、關節檢查和參數輸入。①了解基礎知識進入定義界面后，將會彈出對應的彈窗，定義機構涉及多方面知識，為了達到定義機構的目標，取得良好的定義效果，需要先了解基本的知識，實現流暢操作。②確認機構的坐標一般運動機構在DH參數建模時以世界坐標系為參考零點。定義機構流程2③關節檢查關節數量=運動方式為平移的關節+運動方式為旋轉的關節。在模型預處理時，已經規范對自定義的機構進行了關節軸的命名及劃分，軟件會自動識別出機構的關節數。如果之前未對模型進行預處理，則會彈出警告提示（如圖所示）。只有在模型預處理成功后才能進行下一步的操作。圖6提示重新檢查裝配命名規范定義機構流程2④參數輸入此處需要設定模型的DH參數、軟件零點、機械零點、各個軸的運動范圍及運動方向等，如圖所示，詳細的內容說明見表1。圖7機構定義參數輸入界面定義機構流程2表1機構定義參數輸入內容說明選項內容說明機構類型有通用機構、變位機和導軌3種選項，可以根據實際定義的內容選擇。機構名稱目標機構的名稱。機構品牌選擇與機構匹配的品牌。定義機構流程2表1機構定義參數輸入內容說明（續）選項內容說明機構型號用戶自行定義，以區分標記自定義的機構。姿態四元數和歐拉角兩種姿態表達方式，一般選用默認的四元數方式。求逆解默認選項根據機構實際的應用場景進行設置，當選擇機構類型為導軌時，由于只涉及到線性運動，此處選項將鎖定。定義機構流程2表1機構定義參數輸入內容說明（續）選項內容說明逆解類型R：Revolute，代表旋轉關節；P：Prismatic，代表平移關節。常用選項說明如下：3R1P表示常見的四軸機器人（旋轉-旋轉-平移-旋轉）。6R表示通用6軸機器人，該類型機器人的最后三個旋轉軸交于一點。6R非球型：最后三軸不相交于一點的6軸旋轉機器人。后置類型選擇與當前所定義的機構相匹配的后置類型。若列表中無對應的機構類型，選擇“自定義”。選擇“自定義”需將提前準備好的后置文件（格式為.ropost)導入進來。三維球指定軸選擇指定軸后，將會激活對應自定義機構對應軸的三維球，用戶可以通過操作三維球調整軸的位置。定義機構流程2選項內容說明軸坐標系轉換到法蘭坐標系的參數theta(°)表示坐標系Z軸旋轉的角度；d(mm)代表Z軸平移的距離；a(mm)表示坐標系X軸平移的距離；alpha(°)代表X軸旋轉的角度；軸類型有平移和旋轉兩種，需根據軸實際運動情況進行設置。這四個參數存在先后順序，即坐標系先按照設定角度旋轉Z軸，按照設定距離平移Z軸，然后再進行X軸的平移與旋轉。繞Z軸或者X軸旋轉均遵從右手定則，即大拇指沿著Z軸或者X軸方向，四指彎曲方向為正方向（X軸始終垂直于YZ兩軸組成的平面）。在自定義機構的過程中，是從世界坐標系開始，依次轉換每個軸的坐標系，Z軸方向決定的是每個軸的運動方向。表1機構定義參數輸入內容說明（續）定義機構流程2選項內容說明機械零點、最大限位、運動方向等機械零點：確定好運動機構的機械零點后，觀察當前機構模型與機械零點狀態是否有差異。若有差異，需要對各個軸的位置進行調整。最大限位與最小限位：各個軸運動（平移/旋轉）的最大與最小距離/角度，即各軸的運動范圍。運動方向：設定