李亞萍，劉春鵬，張黎燕，王云飛，杜全斌，侯守坡

（河南機電職業(yè)學(xué)院，河南鄭州 451191）

0 引言

工業(yè)機器人作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和技術(shù)手段，已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標志。分揀機器人工作站因具有剛度高、速度快和柔性強的特點，廣泛應(yīng)用于食品、電子、藥品和輕工等行業(yè)。在安裝調(diào)試分揀機器人的過程中，需要校準輸送鏈CountsPerMeter參數(shù)，即輸送鏈每前進1 m 控制器實際采集到的脈沖信號（Count）個數(shù)。CountsPerMeter 是用于計算輸送鏈行進距離的參數(shù)，知道了每米采集到的脈沖個數(shù)，同時就能求出采集到N 個脈沖數(shù)時輸送鏈移動了多少距離。編碼器只要將脈沖數(shù)傳遞給控制器，控制器就可以準確計算出任意時間內(nèi)輸送鏈行進的距離。

基坐標系是以機器人安裝基座為基準、用來描述機器人本體運動的直角坐標系。任何機器人都離不開基坐標系，基坐標系也是機器人TCP 在三維空間運動空間所必需的基本坐標系（面對機器人前后：X 軸，左右：Y 軸，上下：Z 軸）。

在校準輸送鏈CountsPerMeter 參數(shù)時，也需要校準基坐標系。因為基坐標系影響輸送鏈的跟蹤精度。當前，工程人員所采用的技術(shù)手段為首先分別開啟和停止輸送鏈2 次，同時校準CountsPerMeter 參數(shù)。然后再分別開啟和停止輸送鏈4 次，校準基坐標系。兩步校準操作方式在步驟上存在局部接近，調(diào)試過程不夠精煉，比較費時。

1 校準輸送鏈CountsPerMeter 參數(shù)方法

校準CountsPerMeter 主要目的是讓機器人控制器能夠準確知道輸送鏈行進距離。通過測量計算CountsPerMeter的真實大小，并在示教器上設(shè)置此參數(shù)，來告訴機器人有關(guān)輸送鏈的相對位置數(shù)據(jù)。

啟動輸送鏈，工件通過同步開關(guān)。

第一步，示教校準CountsPerMeter 參數(shù)所需的第一點：停止輸送鏈，記錄示教器上輸送鏈裝置坐標值。把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，記錄示教器上機器人裝置的當前坐標值，機器人末端位置如圖1 所示。

圖1 機器人末端位置

第二步，示教校準CountsPerMeter 參數(shù)所需的第二點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.5～1.5 m 時，停止輸送鏈，記錄示教器上輸送鏈裝置坐標值。把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，機器人末端校準值如圖2 所示，記錄示教器上機器人裝置當前坐標值。

圖2 機器人末端校準值

第三步，校準CountsPerMeter 參數(shù)：根據(jù)第一和第二步中輸送鏈裝置坐標值計算出兩點間輸送鏈距離，再根據(jù)上述機器人裝置坐標值計算兩點間實際距離。由公式CountsPerMeter=輸送鏈距離×初始值/實際距離，以此計算參數(shù)，并輸入工業(yè)機器人。

2 基坐標系校準方法

基坐標系是設(shè)置在機器人基座中的坐標系，坐標原點一般為基座中心點?？梢酝ㄟ^在基座標X 軸、Y 軸、Z 軸上的位移和旋轉(zhuǎn)角來確定機器人末端法蘭或抓手的位置和姿態(tài)。

第一步，示教校準基坐標系所需的第一點：把工件坐標切換到與輸送鏈關(guān)聯(lián)的工件坐標，執(zhí)行激活輸送鏈指令后，啟動輸送鏈。工件通過同步開關(guān)和0.0 m 位置后，等待連接工件坐標系指令完成，停止輸送鏈。把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第一點上修改位置。

第二步，示教校準基坐標系所需的第二點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m 時，停止輸送鏈，把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第二點上修改位置。

第三步，示教校準基坐標系所需的第三點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m 時，停止輸送鏈。把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第三點上修改位置。

第四步，示教校準基坐標系所需的第四點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m 時，停止輸送鏈。把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第四點上修改位置。

第五步，校準基坐標系：確認上述第一到第四步，即確認機器人末端四次對準工件上的特征點時，輸送鏈的坐標值，從而確定基坐標系。

3 輸送鏈CountsPerMeter 參數(shù)與基坐標系融合校準方法

通過對比校準輸送鏈CountsPerMeter 參數(shù)方法和基坐標系校準方法，發(fā)現(xiàn)兩者在操作步驟上存在相似之處，可以對重復(fù)的操作步驟進行融合，簡化操作流程。

第一步，示教校準CountsPerMeter 參數(shù)和基坐標系所需的第一點：激活輸送鏈指令后，啟動輸送鏈，執(zhí)行等待連接工件坐標系指令。工件通過同步開關(guān)和0.0 m 位置后，停止輸送鏈，把工件坐標切換到機器人固定坐標，把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，記錄示教器上機器人裝置當前坐標值，并記錄示教器上輸送鏈裝置坐標值。把工件坐標切換回與輸送鏈關(guān)聯(lián)的工件坐標，在校準基座選項的第一點上修改位置。這一步合并了校準CountsPerMeter 參數(shù)所需的第一點和校準基坐標系所需的第一點。

第二步，示教校準基坐標系所需的第二點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m 時，停止輸送鏈，把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第二點上修改位置。這一步只針對基坐標系校準，不涉及CountsPerMeter參數(shù)的校準。

第三步，示教校準基坐標系所需的第三點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m 時，停止輸送鏈，把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點，在校準基座選項的第三點上修改位置。這一步也是只針對基坐標系校準，不涉及CountsPerMeter 參數(shù)的校準。

第四步，示教校準基坐標系所需的第四點和CountsPerMeter 參數(shù)所需的第二點：啟動輸送鏈，目測工件移動0.1～0.3 m時，停止輸送鏈，把機器人末端示教至工件上方，校準針對準工件的特征點。在校準基座選項的第四點上修改位置，基坐標系初步校準。切換工件坐標到機器人基坐標，記錄示教器上機器人裝置當前坐標值，記錄示教器上輸送鏈裝置坐標值。這一步合并了校準基坐標系所需的第四點和校準CountsPerMeter 參數(shù)所需的第二點。

第五步，校準CountsPerMeter 參數(shù)：根據(jù)第一步和第四步中輸送鏈裝置坐標值計算兩點間輸送鏈距離，根據(jù)上述機器人裝置坐標值計算兩點間實際距離。由公式CountsPerMeter=輸送鏈距離×初始值/實際距離計算參數(shù)，并輸入機器人。

第六步，校準基坐標系：調(diào)用基坐標系調(diào)整程序，根據(jù)初校準的基坐標系和修正上述第一到第四步中，機器人末端四次對準工件上的特征點時輸送鏈在校準CountPerMeter 參數(shù)后的坐標值，從而確定基坐標系。基坐標系調(diào)整程序，可開發(fā)成機器人系統(tǒng)例行程序。

4 結(jié)束語

通過研究分揀機器人工作站輸送鏈CountsPerMeter 參數(shù)和基坐標系校準的方法，合并兩步校準的部分操作，精煉了調(diào)試操作，克服了必須分別校準的技術(shù)偏見。