今天，我们来谈谈工业机器人编程常用的运动指令如线性运动（线性插补），关节运动，圆弧运动（圆弧插补）。这三种运动指令，几乎所有的机器人都有，在功能的实现上也基本一致，区别仅在于，指令的格式略有差异。
现在，我们就三种运动指令，以及它们在路径规划上的基本原理，同大家一起来探讨。
01
常用运动指令
在调试工业机器人中最常用到的运动指令无外乎以下三种：线性运动（线性插补），关节运动，圆弧运动（圆弧插补）。
线性运动也叫直线运动，机器人工具中心点（TCP）从A点到B点，在两个点之间的路径轨迹始终保持为直线。所以线性运动常用于已知路径为直线的轨迹，如涂胶、焊接、切割等。
图1-1 线性运动轨迹
关节运动也叫轴运动，机器人工具中心点（TCP）从A点到B点，从A点开始沿非线性路径运动至B点位置，所有关节均同时达到目的位置。因为所呈现出的路径轨迹类似曲线，很多初学者很容易混淆为弧线运动。
关节运动常用于对路径规划要求不高的操作，同时，它适合大范围运动时使用，不容易出现奇点。
图1-2 关节运动轨迹
圆弧运动也叫弧线运动，需要机器人定三个位置点（起始点，中间点，终点），机器人从起始点开始，通过中间点以圆弧移动方式运动至终点，机器人状态可控，运动路径保持唯一，常用于机器人在工作状态移动。
图1-3 圆弧运动轨迹
02
运动路径规划的基本原理
上面讲解了运动指令的基本区别，下面就通过简单的两自由度机器人为例，来分析和理解关节运动和线性运动进行路径规划的基本原理。
1.关节运动轨迹规划原理
从实际运动的角度，关节运动有两种方式，第一种是关节运动速度相同，时间不同，那么结果是两关节不同时到达；第二种方式是关节运动时间相同，所以两关节同时到达，但是速度不同。我们用两个例子来分析和理解关节运动轨迹规划的原理。
1）各关节速度相同，运动时间不同
如图2-2，假设机器人在P1点，关节1的角度a=20°，关节2的角度b=30°；机器人在P2点，关节1的角度a=40°，关节2的角度b=80°。现在让机器人以关节运动的形式从P1点运动到P2，同时已知机器人两个关节运动最大角速度均为10°/秒。且所有关节都以其最大角速度运动，那么机器人关节1用两秒钟即可完成运动，关节2需要运动5秒，两关节完成运动的总时间为5秒钟，且两个关节不同时到达。时间与角度变化如图2-1所示。
图2-2 中画出机器人末端每一秒钟的的路径轨迹，可见路径是不规则的非线性的，距离也不均匀。 这就是各关节速度相同，运动时间不同得到的效果。
