淺析關于機器人夾爪位姿的過程調整

王曉峰

摘 要：工業機器人在現代的工業控制生產中廣泛出現，得到了很好的應用。其高度的自動化程度可以滿足很多的生產場景。那么在生產線的控制系統中，可以進行很多方式的組合來達到最佳的效果。在生產過程中也會碰到諸如點位設置，程序參數設置，位置環節設置等問題。通過合理的參數設置來使生產的數量得到最大化。可以達到物盡其用的效果。

關鍵詞：位置環節;工業機器人;點位設置

在由工業機器人組成的生產平臺里，可以由多個平臺組成。作為機器人里實施環節中的重要一環，夾爪至關重要。根據生產需要的不同，要用到不同功能的夾爪。如物體為管狀、柱狀、有兩個光滑的抓取面，可以采用握式夾爪來抓取。如需抓取的物體較小，但有較大的光滑面，可以用真空吸盤來抓取，同時可以對機器人的軸進行操作，進行旋緊和松開的操作。在進行軸向操作時，需要找好物體的中心點進行工作，不能發生偏移，由于真空吸盤夾爪直徑較小，中心點的偏移會造成物體在運輸過程中產生擺動，對物體的運輸產生不確定的影響。所以在進行模塊測試時，光滑物體要擺在料倉的接近中心的位置。

對于普通管狀物體的抓取也有需要注意的地方。握式夾爪在使用時，其夾爪的橫向即XOY平面于Z軸垂直?；鶞拭娴乃娇梢员３衷诤罄m的各種操作中可以不發生歪斜。其在進行抓取時，握爪如發生傾斜，物體可以在抓取時抓取成功，但在運輸過程中會和Z軸產生夾角，在到達目的地后出現無法放置即不能卸貨的問題。有一種辦法可以臨時解決這個問題，在運輸的后半程進行點的捕捉。在快要到目的點時調整握爪的角度，使其產生傾斜，在放置的時候產生合理的角度。松開夾爪可以進行下一步的操作。不管夾爪為何，對于較為輕量的負載都采用氣動驅動夾爪。

關于物體的放置問題有幾點需要說明，有的放置位置在料塔即料倉里，有如立體倉庫，在放置的時候要按程序進行放置，是從一層到頂層還是從頂層到一層，要按設定的程序去行走。如何準確的放到平臺上。如果放置平面為基準平面，在放置前需要進行定位，也就是將一個實體，被抓放物體先放置在基準平面上，通過MOVEJ等相關指令來進行定位。通過示教器來整定這個點。通過線性模式行走到工件附近，用指令記住點的位置，設置好速度V50左右，同時設定好坐標系，在系統里定好這個點。下一步需要設置打開夾爪，向被夾取物體靠近，放置在能將物體夾好的位置，不要靠前，靠后，居中的位置，因為過于考前和靠后的位置會在物體的放置過程中產生晃動和傾斜。通過程序設置加緊物體，計算料倉的高度，讓示教點稍微抬高一點，方便退出。

如果被取目標物在一個基座里，則需要估計好抬起的大致高度，如直接退出會出現目標物掉落或反相傾斜的問題。所以要有大于基座最高點的高度是合適的。如放置區域在頂層以下，則需要計算最高點到這一層頂板的高度是多少，如不計算，會出現抬高后物體撞到本層天花板的現象，所以要計算高度，并除去夾爪上邊沿到被夾物體頂端的距離才是可以抬高的合理距離。同時要注意的是，在找到合理的示教點時，一定要把對應的點進行示教。讓機器人記住相應的位置，同時進行程序的設置，在靠近目標物體時，要將移動的速度設置的較慢一些，防止誤動作時能及時的操作急停。

在靠近目標物體時，我們會發現夾爪始終于目標物不是垂直關系，如果直接抓取，在合適的位置上會出現于Z軸有夾角的問題。在抓取的過程里操作不會有問題，但在放置時會出現無法放平或出現始終無法放置在有固定基座的目標物體里。通過調整位姿來解決問題有時也會出現無法放置的問題，也不可返回初始位置來重放物體。所以只能打開夾爪，取下物體后重新回顧之前的動作。所以在發現夾爪在抓取物體已出現傾斜的情況下要及時的調整位姿來使夾爪于Z軸垂直，于XOY平面平行。

基于抓取位姿的調整，可以使用重定位功能，手臂之前的運動是線性運動或通過各個軸的運動實現，通過重定位可以重新調整機器人的位姿。使夾爪調整到最佳的狀態。通過較為緩慢的調整示教器的操縱桿進入手動操作。通過參照物來確定夾爪于XOY平面平行。

機器人的機械手臂前端的工作夾爪也有類似的問題，機器人在初始狀態時所有的軸都在零位，形成幾字型的位姿。在后面所有的home中都是回到這個點。在一開始都需要到倉庫取夾爪。先通過指令找到對應的示教點，在開始的過程中找到合適的示教點非常重要，因為合適的示教點可以避開手臂行進過程中的障礙物，如設置的點不合適，會碰到料庫等各種工作元件。如行進過程中有障礙物，可以設置較多的示教點來避開工作臺的其他環節，萬一碰到其他的工作元件，可以按下示教器上面的急停按鈕來停止機器人的下一步動作。在示教點參數的設計上也有需要注意的點，在點位上我們使用合適的指令，機器人中較多的關于移動的指令，選取適用于定點取夾爪的指令。同時在參數設置時需要給對應的點取名字，這里可以將這個點的功能或作用來給這個點命名。在這個點命名后，如果以后需要這個點，可以像子程序一樣進行調用。同時取的過程，也可以像子程序調用一樣來使用。

同時TOOLPOSTEMP可以作為臨時點使用，可以出現在示教點的坐標定位中。在初始抓取的時候，可以將V值設置的比較低，以觀察速度是否符合要求，在運行仿真過程中可以觀察是否符合要求，如數值有偏差可以進行調整。在需要手臂平滑的運行時，可以將Z值設置到20或50。這樣就可以達到運行時，機器人的夾爪處在平滑的轉彎狀態。如不符合要求，可以在程序庫里使用其他的程序。里面很多的設置過程需要在設置后運行操作，可以看見里面有可能設置不合理的地方。

關于工業機器人前端過程的簡要描寫如本文所示，里面對于不同的程序的使用，不同參數的設置以及相關位置的設置思路都可以改變對應的運行軌跡?？梢愿鶕涷炘O置最優的控制方案。在機器人運行時達到預定的效果。

參考文獻：

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