节拍提升优化
1. 目的与背景
- 目标：通过优化程序结构、动作衔接及信号逻辑，缩短机器人节拍，提高生产效率。
- 适用范围：AUBO协作机器人。
2. 问题现象
- 程序整体节拍偏长（单循环时间超出预期，产线节拍受限）
3. 原因分析
| 类别 | 原因描述 | 典型表现 | 优化方向 |
|---|---|---|---|
| 动作规划问题 | 动作规划参数或轨迹衔接不合理 | - 各段动作间存在停顿 - 未使用 交融半径 连续运动 - moveJoint/moveLine 参数设置保守 | 提高速度/加速度，启用交融半径，优化姿态与路径 |
| 逻辑结构问题 | 程序逻辑阻塞主流程 | - 存在固定延时（sleep、wait）- 条件判断串行阻塞 - 结构层级过深、分支复杂 | 优化等待逻辑避免使用纯固定延时 改用条件预读 |
| 信号交互问题 | 等待信号或握手逻辑过多 | - IO 信号同步等待 - 外设响应时间长 - 无超时退出机制 | 增加运动事件触发或独立线程IO监控 增加信号超时逻辑 |
| 外部系统影响 | 周边设备节拍、PLC逻辑未优化 | - 机器人等待上位机信号 - 外部控制节奏慢 | 优化外部流程、并行控制或信号提前预读 |
4. 优化思路与示例
4.1 动作衔接优化（三种主要方式）
在协作机器人应用层面，动作衔接优化是缩短节拍、提升流畅度的关键环节。 优化目标并非单纯追求“更快”，而是在时间、平滑性与精度之间取得平衡。 常见的优化方法包括以下三类：
（1）速度与加速度参数优化
目标：通过合理调整速度、加速度参数，使动作在安全范围内以最优动态性能执行。
速度 (velocity)：决定整体动作执行时间；
- 提高速度上限可显著缩短大幅位移段的时间。
- 但应避免超过任务所需，防止急停或震动。
加速度 (acceleration)：影响起停响应与动作间衔接；
- 加速度不足会造成“起步慢”“停顿长”；
- 过高则易引起机械冲击或控制抖动。
优化建议：
- 针对短距离频繁动作：适度提升加速度，保持速度中等。
- 针对长距离平移：提升速度上限，适当平滑加速度曲线。
- 需结合实际负载测试调整，保持整体 jerk（加加速度）平滑。
当前速度加速度上限查看：
示例：
（2）交融半径（blend radius）优化
目标：减少动作段之间的停顿感，使轨迹连续、平滑。
原理：在两段动作衔接处，引入圆弧过渡区，避免完全停止再起动。
效果：减少速度突变、提升视觉与机械流畅性。
注意：
- 交融半径 主要改善动作顺滑度，而非直接缩短节拍；
- 半径过大可能影响到位时的精度并偏离目标路径；
- 关键定位点（抓取、装配等）不应使用交融半径。
优化建议：
| 动作类型 | 交融半径 | 备注 |
|---|---|---|
| 连续示教点（无精度要求） | 大 | 提升流畅度 |
| 普通过渡点 | 中 | 平衡精度与平滑度 |
| 精定位点（抓放） | 0 | 保证完全停稳 |
示例：
（3）运动模式优化（同步运动与关键段分解）
目标：通过合理规划整体运动模式，实现“非关键段提速 + 关键段安全”的双优化。 在应用层面，节拍瓶颈往往出现在“起落动作与等待逻辑”中。
优化思路：
- 空中段采用关节运动 moveJoint 或同步执行外设逻辑，以加快非接触路径；
- 取放料段使用直线运动 moveLine 分解为两阶段，在安全高度完成姿态调整，降低靠近工件时的碰撞风险。
① 空中段快速运动（moveJoint）
作用：在“抓料上方 → 放料上方”的过渡段中使用 moveJoint，能显著缩短跨越时间。
特点：
- moveJoint 的轨迹规划在关节空间中完成，速度上限更高；
- 空中段无需保持末端直线，可用较大速度与加速度执行。
建议：
- 可同时触发夹爪、真空或外设握手逻辑，实现同步运动。
② 关键段分解（moveLine 两阶段）
为了兼顾速度与安全，可将 moveLine 分为：
- moveLine-1：只改变位置 → 沿Z轴下探或上升，不改变姿态，快速靠近工件；
- moveLine-2：位置+姿态变化 → 在安全高度内完成姿态对齐，防止侧向碰撞。
放料端同理：
- moveLine-4：位置+姿态变化（提前姿态对齐）；
- moveLine-5：只改变位置（直线下放）。
优点：姿态变化在空中完成，接近工件时路径稳定； 注意：关键点仍需
交融半径=0确保停稳定位。
示例：
③ 同步与并行逻辑
- 把 空中段 moveJoint 与外设动作（如夹爪、信号等待）并行执行；
④ 参数与应用建议
| 阶段 | 推荐动作 | 交融半径 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 空中跨越 | moveJoint | 大 | 提速段，可并行外设 |
| 安全高度姿态调整 | moveLine | 小 | 小范围姿态变化 |
| 抓放直线段 | moveLine | 0 | 精度优先，完全停稳 |
| 关键点 | moveLine | 0 | 禁止交融，确保定位 |
4.2 等待逻辑优化
-- 原始：固定延时
-- 优化：条件+超时
4.3 信号异步优化
4.3.1 信号异步优化 -- 运动事件
- 可通过运动时间或进度、距离，在运动中触发的方式，触发对应变量以及信号且不打断交融
详情见:应用笔记-65运动事件触发指南
4.3.2 信号异步优化 -- IO监听
- IO监听放入独立线程，不阻塞主逻辑
- 批量读写信号以减少通信周期
4.4 程序逻辑优化
-- 原始：冗余判断逻辑
-- 优化：判断逻辑预读
6. 结论与建议
- 主要成因：动作衔接停顿、逻辑等待信号过多、逻辑结构冗余
- 主要改进手段：动作连续化、异步逻辑、逻辑结构精简化