為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對工件的自動化定位及精確抓取，設(shè)計(jì)基于激光傳感的工業(yè)機(jī)器人定位系統(tǒng)。將工件以任意位置、任意角度放置在傳送帶上，工件運(yùn)送到傳送帶底部后，機(jī)器人經(jīng)由裝載在其末端的激光傳感器通過機(jī)器人的程序指令運(yùn)動循環(huán)以達(dá)到掃描工件的效果，得到工件距離掃描起始點(diǎn)的距離與工件偏轉(zhuǎn)的角度，確定工件中心點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)由程序指令控制的自動化工件定位，并將工件利用吸盤統(tǒng)一碼垛到同一位置上。

　　關(guān)鍵詞:工業(yè)機(jī)器人;工件定位;程序控制;激光傳感器

　　工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的初期階段僅限于搬運(yùn)貨物、工業(yè)焊接、液體噴涂等方面，工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)技術(shù)的飛速更新令其逐漸涉及貨物裝配、零件打磨等各種精細(xì)的工業(yè)加工。為了使機(jī)器人具有柔性特征，完成自動化生產(chǎn)，保證機(jī)器人可以快速開展工作，保證生產(chǎn)安全，可以將視覺技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，對目標(biāo)物體進(jìn)行快速的識別，并明確具體位置。而這時在工業(yè)機(jī)器人精加工時的前提即利用工業(yè)機(jī)器人獲取工件精確的尺寸與姿態(tài)就顯得尤其重要［1-3］。我們將利用ABB機(jī)器人IＲB1410型號進(jìn)行實(shí)機(jī)展示主要依托機(jī)器人程序算法利用激光傳感器以達(dá)到定位的效果。

　　1方案設(shè)計(jì)

　　根據(jù)定位系統(tǒng)要求，使用ABBＲobotStudio軟件進(jìn)行仿真模擬與離線編程。由于ABB系列工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)，在完成仿真操作后，只需要進(jìn)行現(xiàn)場示教即可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。針對已知尺寸與姿態(tài)的工件，在勻速轉(zhuǎn)動的傳送帶上隨機(jī)放置然后令其傳動到傳送帶末端，抵達(dá)末端后ABB機(jī)器人利用機(jī)械臂末端安裝的激光傳感器對物件進(jìn)行掃描檢測工件的位置，然后定位工件的位置，然后利用機(jī)械臂上的吸盤對其進(jìn)行工件中心點(diǎn)的精確抓取，然后把不同且隨機(jī)位置的工件進(jìn)行統(tǒng)一位置的碼垛。研究內(nèi)容主要包括以下幾個順序步驟:(1)基于robotstudio的工作站仿真。(2)ABB機(jī)器人實(shí)機(jī)調(diào)試。

　　2項(xiàng)目工作站仿真設(shè)計(jì)

　　工作站仿真設(shè)計(jì)包括以下幾個步驟的目標(biāo):第一階段目標(biāo)，主要是傳送帶的設(shè)置。這一部分包括傳送帶上隨機(jī)位置生成工件的Smart組件設(shè)置，應(yīng)用到了隨機(jī)組件。第二階段目標(biāo)，主要是仿真工作站里的各種工具的設(shè)置。這一部分包括激光傳感器對工件是否到位的檢測和位姿的定位以及吸盤吸附物料的條件判斷，主要通過ＲobotStudio中的smart組件實(shí)現(xiàn)。通過設(shè)計(jì)組件內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)吸盤吸取物體與放置物體的效果。第三階段目標(biāo)，主要是通信邏輯和激光定位程序邏輯的設(shè)置。設(shè)置整體工作站的邏輯，為下一步準(zhǔn)備。第四階段目標(biāo)，主要是整體協(xié)調(diào)配合。根據(jù)仿真的工作站信號通信邏輯與幾個激光傳感器的配合關(guān)系，根據(jù)激光傳感定位編寫運(yùn)作工作站的代碼，使得能夠成功利用ＲobotStudio仿真，以達(dá)到機(jī)器人利用激光傳感定位抓取工件再進(jìn)行碼垛的效果。

　　3ABB機(jī)器人實(shí)機(jī)調(diào)試

　　實(shí)機(jī)調(diào)試包括以下幾個步驟的調(diào)試:第一階段，主要是接線(信號連接)。設(shè)計(jì)信號的輸入與輸出，然后根據(jù)傳感器的類型確定其接線情況，最后按照總體的通信邏輯完成了對電路的現(xiàn)場接線。如下表所示，為電路的IO分配表。第二階段，主要是對仿真中各點(diǎn)以及相應(yīng)運(yùn)動方向的現(xiàn)場示教。如下圖所示，機(jī)器人在工作時，主要經(jīng)過幾個關(guān)鍵點(diǎn)位，并以工具坐標(biāo)和預(yù)期算法進(jìn)行作業(yè)。第四階段，完成實(shí)機(jī)上的各示教點(diǎn)位匹配后，再匹配實(shí)際激光傳感器的誤差完善程序后最終成功在ABB機(jī)器人實(shí)機(jī)上完成了項(xiàng)目的目標(biāo):ABB機(jī)器人能夠自動化完成在傳送帶末端上將隨機(jī)擺放的工件進(jìn)行統(tǒng)一碼垛。

　　4結(jié)語

　　將工件以任意位置、任意角度放置在傳送帶上，工件運(yùn)送到傳送帶末端后，經(jīng)過放在傳送帶底部的激光傳感器對機(jī)器人輸入信號，激活機(jī)器人經(jīng)由裝載在其末端的激光傳感器通過機(jī)器人的程序指令運(yùn)動循環(huán)以達(dá)到掃描工件的效果，得到工件距離掃描起始點(diǎn)的距離與工件偏轉(zhuǎn)的角度，確定工件中心點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)由程序指令控制的自動化工件定位，并將工件利用吸盤統(tǒng)一碼垛到同一位置上。

　　參考文獻(xiàn):

　　［1］余永維，杜柳青，許賀作．柔性裝夾機(jī)器人工件視覺定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．制造業(yè)自動化，2020，42(02):77-81．

　　［2］郭軍．基于機(jī)器視覺的機(jī)器人工件定位系統(tǒng)研究及實(shí)際應(yīng)用［J］．科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020(14):103-104．

　　［3］龔海強(qiáng)，單奇，羅新河．激光掃描在工件角點(diǎn)定位中的應(yīng)用方法［J］．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2020(09):239-242+247．

　　作者：張楚晉 曾宇軒 周清正 陳麗莎 陳俊任