发那科机器人分层点位轨迹完整优化方案（适配超声波焊接 / 精密压合场景）
核心目标：消除撞击冲击、保证焊头平行贴合、避免空振、降低共振磨损、解决单边虚焊 / 塑件震裂，统一采用五层标准分层点位架构，区分 J 关节插补、L 直线插补、FINE/CNT 终止条件、速度分段管控，配套 IO 时序、系统参数、姿态管控全套优化。
一、分层点位标准定义（5 层通用架构，每个焊点强制 5 点）
针对 OTC 超声波焊接工况，分层逻辑由远及近逐级减速缓冲，杜绝一步下压硬撞击：
表格
| 点位层级 | 点位名称 | 高度 / 距离 | 运动指令 | 终止条件 | 核心作用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 层 1 | P_HOME 原点待机位 | 远离工装 100mm 以上 | J P[x] 30% CNT100 | CNT100 | 远距离快速移动，仅全局切换工位使用关节运动 |
| 层 2 | P_SAFE 安全过渡点 | 焊点上方 80~120mm | L P[x] 1500~2500mm/s CNT80~100 | CNT80~100 | 批量焊点间平移，姿态统一不变，平滑过渡无急停 |
| 层 3 | P_APP 预接近缓冲点 | 焊点上方 8~12mm | L P[x] 400~800mm/s CNT0/FINE | FINE | 提前锁定焊头 WPR 姿态，消除手腕旋转抖动，机械间隙完全释放 |
| 层 4 | P_WELD 焊接定点 | 工件贴合到位 | L P[x] 150~300mm/s FINE | 强制 FINE | 精准垂直下压，气缸完全压实工件，禁止 CNT 掠过（压力不足虚焊） |
| 层 5 | P_UP 抬刀缓冲点 | 焊点上方 8~12mm | L P[x] 400~600mm/s FINE | FINE | 保压完成缓慢抬起，不拉扯熔融焊缝，防止开裂、飞边 |
分层硬性规则
所有接近、下压、抬刀全部 L 直线插补，严禁 J 关节运动接触工件；J 仅用于远距离跨区域移动。
焊接定点 P_WELD 必须
FINE完全停稳，不能 CNT；缓冲过渡点用大 CNT 提升节拍、减少启停冲击。P_APP、P_WELD、P_UP 三点W/P/R 姿态完全一致，焊接区间禁止手腕 4/5/6 轴旋转，保证焊头平面全程平行治具。
二、单焊点标准分层 TP 程序模板（超声波焊接专用）
TP
1: Uframe_NUM=1 ;调用工件坐标系 2: UTOOL_NUM=1 ;调用6点完整标定TCP超声焊枪 3: ACCEL 30 ;全局加速比例，减振 4: DECEL 30 ;全局减速比例 5: J P[0] 30% CNT100 ;P0=HOME原点，远距离关节移动 6: !=============层2 安全过渡点============= 7: L P[10] 2000mm/sec CNT80 ;P10=SAFE安全点，焊点上方100mm 8: !=============层3 预接近缓冲点============= 9: L P[11] 600mm/sec FINE ;P11=APP预接近，上方10mm，姿态锁死 10: DELAY 0.08 ;延时消除机械间隙、微小震动 11: !=============层4 低速下压焊接点============= 12: L P[12] 200mm/sec FINE ;P12=WELD焊接到位点，极低速度软接触 13: DELAY 0.1 ;等待气缸压力完全建立稳定（关键，防止空振虚焊） 14: R[10]=ON ;IO输出启动OTC超声波主机 15: DELAY 0.4 ;超声焊接时长，按塑胶/金属材质调整 16: R[10]=OFF ;关闭超声输出 17: DELAY 0.6 ;保压冷却定型，防止焊缝拉裂 18: !=============层5 抬刀缓冲点============= 19: L P[13] 500mm/sec FINE ;P13=UP抬刀点，垂直向上抬8mm 20: JUMP L1 IF R[99]=ON ;多焊点循环跳转 21: J P[0] 30% CNT100 ;返回原点 22: END
三、分层轨迹速度、加减速分层优化（减振防冲击核心）
发那科速度单位：直线 L=mm/sec；关节 J=%；全局ACCEL/DECEL统一限制，适配超声振动减振需求
远距离安全移动（层 1、层 2）L 速度：1500~2500mm/s，ACCEL 40~50，DECEL 40~50，CNT80~100 平滑过渡，减少频繁启停冲击。
预接近缓冲段（层 3 P_APP）L 速度：400~800mm/s，ACCEL 20~30，DECEL 20~30，FINE 精确到位，稳定姿态。
下压焊接段（层 4 P_WELD，重中之重）L 速度：150~300mm/s，ACCEL 10~20，DECEL 10~20；极低加减速实现软接触，避免撞击震裂塑件、震松换能器螺纹。
抬刀段（层 5 P_UP）L 速度：400~600mm/s，中等减速，缓慢离开工件，不拉扯未冷却焊点。
系统全局加减速参数优化（R-30iB/Plus）
参数 NO.1603#7=1 开启插补前铃型（S 型）加减速，平滑启停，抑制共振振动
NO.1772 铃型加减速时间常数设为 120~180，适配超声减振场景
关闭高速急停模式，降低瞬时扭矩冲击，减少振动传递至 6 轴法兰超声总成
四、FINE 与 CNT 分层精准使用规范（现场最容易出错点）
必须 FINE 点位（完全停稳，禁止 CNT）P_APP 预接近点、P_WELD 焊接点、P_UP 抬刀点；焊接定点若使用 CNT，机器人未完全到位就触发超声，焊头压力不足、单边虚焊、空振烧换能器。
大 CNT 平滑过渡点位（提升节拍、减振）P_HOME→P_SAFE 长距离平移、多焊点之间安全点跳转，使用 CNT50~100；CNT 数值越大，拐角平滑度越高、减速越少，运动冲击越小。
禁止焊接区间中途使用 CNT 旋转手腕，姿态突变会造成焊头倾斜，压痕深浅不均。
五、TCP 与姿态分层配套优化（保证焊头平行度）
分层点位姿态统一P_APP、P_WELD、P_UP 三点手动示教时 W/P/R 完全相同，只沿工具 Z 轴垂直升降，不改变工具姿态；多点焊接切换焊点仅 XY 平移，不在焊接区间翻转手腕。
TCP 标定强制 6 点法每次拆装焊头、变幅杆、碰撞法兰后重新标定；TCP Z 轴垂直焊头工作面，分层下压多角度验证无单边间隙。
工具负载数据完整录入 UTOOL超声焊枪重量、重心 Cog 准确填写，负载失衡会导致分层下压抖动、伺服偏移、受力倾斜。
六、IO 时序与分层轨迹绑定优化（杜绝空振、时序错位不良）
利用分层点位延时，隔离超声高频干扰，标准化时序逻辑：
到达 P_WELD 焊接点 FINE 停稳 →
DELAY 0.08~0.1s等待气缸压力稳定 → 再输出超声启动 IO；提前开超声 = 焊头未压实空振，烧毁换能器压电陶瓷。超声计时结束立刻关闭超声 IO →
DELAY 0.3~0.8s保压延时→ 再执行抬刀 L 运动；关超声立刻抬刀，熔融塑料 / 金属焊点撕裂、强度不足。安全互锁前置判断（层 2 安全点增加判断）无工件传感器 OFF 时，直接跳过下压分层，禁止触发超声 IO，彻底杜绝空振。
超声启停前后增加微小延时滤波，规避超声发生器高频电磁干扰导致机器人点位漂移、IO 误触发。
七、多焊点连续分层轨迹优化（节拍 + 散热双兼顾）
焊点排序优化对称工件交替焊接，避免单侧持续热变形导致分层下压轨迹偏移；密集焊点由内向外排布。
散热缓冲分层逻辑每焊接 4~6 个焊点，自动跳转至 P_SAFE 安全点停留 0.5s，给换能器散热，防止连续高振幅过热报警。
干涉避让分层设计工装凸起、夹具干涉区域，在 P_SAFE 安全点抬高 Z 轴高度，再平移至下一焊点缓冲点，全程不摩擦工件表面。
禁止超声开启状态长距离移动机器人；超声 IO=ON 时仅允许保压停留，任何平移抬刀必须先关闭超声。
八、离线 Roboguide 分层轨迹前置优化（量产调试减负）
离线示教严格套用五层点位模板，统一 L 直线插补、分层速度参数；
开启 Collision Avoidance 自动避障，提前修正分层点位干涉，避免现场撞焊头；
使用 Optimize position 功能优化安全过渡点位置，缩短空走行程，降低机器人悬伸共振幅度；
离线同步配置 FINE/CNT、DELAY 延时、超声 IO 时序，下传到实体机器人仅微调 TCP 即可投产。
九、分层轨迹对应超声波常见故障快速调整方案
表格
| 不良现象 | 分层轨迹根源 | 优化调整方案 |
|---|---|---|
| 塑件震裂、发白 | 下压层速度过高、无预压延时、ACC 过大 | P_WELD 速度降至 200mm/s 内，增加 0.1s 压力稳定延时，ACC=10 |
| 单边虚焊、压痕深浅不一 | P_APP/P_WELD 姿态不一致、焊接点使用 CNT | 三点统一 WPR 姿态，焊接点强制 FINE，重标 6 点 TCP |
| 换能器频繁过热、空振烧毁 | 未分层缓冲，到位立刻开超声 | 增加预接近缓冲层，下压到位延时后再触发超声 IO |
| 焊缝冷却后开裂 | 关超声直接抬刀 | 抬刀前增加 0.4~0.8s 保压延时 |
| 机器人随机点位漂移、伺服报警 | 分层无延时滤波，超声干扰 | 超声启停增加 0.03s 延时，动力与超声电缆分层走线 |
| 6 轴异响、减速机磨损 | 远距离移动使用 J 运动靠近工件、长悬伸 | 工件附近全程 L 直线分层下压，缩短焊枪悬臂长度 |
十、分层轨迹编程硬性禁忌（现场严禁）
下压、接近、抬刀使用 J 关节插补，无分层缓冲一步到位；
P_WELD 焊接定点使用 CNT，未完全停稳就启动超声；
P_APP/P_WELD/P_UP 三点姿态不一致，焊接中途旋转手腕；
无预接近缓冲层，直接从安全点高速下压撞击工件；
超声开启状态长距离平移机器人，持续空振损耗换能器；
分层轨迹无保压延时，超声关闭立刻抬刀。
