Conveyor Tracking Short/zh-hans

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关于本文档

本文档介绍了softMC控制器的传送带跟踪功能。 它不提供有关每个命令或属性的详细描述，但可以在softMC-wiki中找到。 主要特点

• 与移动物体进行直接的即时同步
• 外源的隐含接合
• 移动坐标系（移动物体）的相对运动
• 与移动对象的动态重新同步

传送带跟踪概述

传送带跟踪是softMC控制器主要用于包装应用中的的特征，其中机器人末端执行器需要与移动物体同步。 传送带跟踪通常用于两种类型的任务。一种类型的任务是在位于移动的传送带上的容器中，将物品插入或从中提取物品。 机器人必须与传送带一起移动，使其相对于移动物体的运动为零，否则会撞击容器的侧面。另一种类型的任务在位于移动的传送带上拾取物体。 在这个任务中，机器人工具尖端（夹持器）需要与物体接触，只要需要通过机械方式或通过建立足够的吸入压力（真空）来完全抓取它。 传送带有一个运动方向，称为流。上游位置是物体首先“出现”的位置，下游位置是物体不再在机器人范围内的位置。 物体的移动由外部位置变量（MasterSource）监视。 如果在softMC控制下传动装置由驱动器驱动，变量通常是轴位置指令（pcmd）或反馈（pfb）。 如果传送带没有被softMC轴的其中一个驱动，则使用轴（辅助编码器输入）的外部位置信号（pext）。 传送带是一种移动坐标系，它是用于跟踪外部坐标源（如机器人或传送带）的通用数据类型。 因此，在MC-BASIC声明语句中使用移动坐标系。

典型的传送带跟踪设置

典型的传送带跟踪设置如图1所示。

Figure 1. Typical conveyor tracking setup

连接视觉系统

具有视觉系统的传送带跟踪系统如图2所示。

Figure 2. Conveyor tracking with vision system

传送带跟踪系统包括触发位置，通过连接到传送带驱动器的输入探头的传感器来检测移动物体。 当检测到在传送带上移动的物体时，捕获其确切的位置。 同时，视觉系统拍摄快照并计算对象的XYR坐标。 通过知道触发位置与工作窗口开始之间的距离（上游位置），机器人可以定位到传送带（捕获位置+距离偏移）。 一旦物体进入工作窗口，机器人将移动到该位置; 一旦与传送带同步，机器人可以对物体执行动作。

将传送带定义为系统变量

传送带被定义为与机器人模型的点类型相关联的全局数据类型; 它通常在配置文件中定义(CONFIG.PRG):

Common shared <Conveyor Name> as moving frame of <Point Type>

<Conveyor Name>是表示传送带的新变量（对象）的名称。 标准命名规则适用。
<Point Type> 是传送带代表的坐标系的类型。它应该与正在使用的机器人的点类型（例如，XYZ，XYZR，XYZYPR）相同。
例如:

common shared Conv as moving frame of XYZYPR

这将Conv定义为XYZYPR（X，Y，Z，Yaw，Pitch，Roll）类型的传送带。

传送带可以是线性或旋转，由类型属性定义:

<Conveyor Name>.type = n

值:
0 – 线性
1 – 旋转
2 – 非耦合旋转

传送带的驱动变量

驱动传送带的变量是其主源，由MasterSource属性定义，它定义移动传送带的轴（或组）。 该变量可以是诸如轴的位置（例如，位置指令，位置反馈或外部位置）的一维变量。 它也可以是一组独立轴的位置，或者一组完整的位置矢量。 独立位置变量的数量定义了传送带属性ndof，其表示传送带的自由度数。 例如:

Conv.Type = 1
Conv.Ndof = 1
Conv.MasterSource = A1.Pext

该示例表示了由轴1（a1）的外部位置命令驱动的一维线性传送带的声明。 如果传送带由外部电机（即不受softMC控制的电机）启动，则通过将外部编码器物理连接到连接到驱动器(pext)的外部位置输入（辅助编码器）的传送带来测量其运动。

将传送带连接到机器人

在开始传送带跟踪之前，传送带必须通过声明来连接到机器人，例如:

Puma.MasterFrame = conv

该命令建立了传送带和机器人之间的关系（链接），并保持传送带和机器人位置的独立性。 此命令不会激活传送带跟踪。 仅当属性从属设置为5时，实际的传送带跟踪才会开始。

传送带的工作窗口

机器人可以与传送带同步的区域或范围称为工作窗口。 对于线性传送带，它由上游和下游位置定义。 对于旋转传送带，圆形路径由位于上游和下游位置之间的附加点（ArcPoint）定义。 通过将它们的值分配给任何其他位置数据类型（作为表达式或常量）来定义这些点。例如:

Conv.UpStream[1] = #{100,0,0,0,0,0}
Conv.DownStream[1] =  #{250,0,0,0,0,0}

在这个例子中，线性传送带的工作窗口沿着与X坐标平行的线定义，从X = 100开始，以X = 250结束。
注意，该示例中的索引[1]表示传送带已经被定义为一个自由度（nd = 1）
要定义传送带运动，需要为工作窗口（上游，下游和旋转传送带的ArcPoint）中的每个点分配主坐标。 两个传送带属性UpMaster[1]和DownMaster[1]设置主轴的值，并对应于UpStream和DownStream点。 因此，当主轴处于UpMaster[1]位置时，传送带上的物体处于UpStream点。 这些点被触发位置所抵消，这将在本文后面讨论。） 例如:

Conv.UpMaster[1] = 1000
Conv.DownMaster[1] = 2000

在该示例中（假设偏移为0），当主轴（a1.pext）为1000 （a1.pext = 1000）时，传送带对象位于＃{100,0,0,0,0,0}。 当主轴（a1.pext）为2000 （a1.pext = 1000）时，传送带物体位于＃{250,0,0,0,0,0}处。这也意味着传送带每1 mm 的主轴单位为1000/150 = 6.66。

Figure 3. Catching the item on a rotary conveyor “MOVES CNV.ZERO”

传送带位置循环

传送带内在的循环。传送带的主位置是不断增加的值，为了获得传送带的周期性，必须引入主轴位置的触发偏移。偏移值由触发命令发出。 例如:

Trigger puma Ndof = 1 Value = 300

在此示例中，触发命令将主轴的主位置偏移300个位置单元。这意味着下一个工作窗口将在主站位置的1300到2300之间。触发器可以缓冲; 最多可以在系统中存储16个触发值。到目前为止输入的触发值的数量可以使用属性<conveyor> .noi进行查询。 每次启动传送带跟踪(slave=5)时，将一个值从触发缓冲区中取出。 每次传送带脱开时，跟踪被分离(slave=0)，另一个值从缓冲器中取出。触发是启动跟踪的条件。 触发命令指定用作参考点的主位置。跟踪过程中的所有主位置相对于此点进行重新计算。如果在实际触发和位置更新之间存在延迟，则可以通过向触发命令指定的位置添加偏移来补偿差异。偏移量由用户决定。 触发命令中指定的值作为确定工作窗口的参考，如下例所示。

Figure 4. Master position values

A（UpMaster [1]）和B（DownMaster [1]）是上下限位置。
X是触发命令中指定的值。
M是当前的主位置。 因此，目前窗口的实际限制:
下限: L = X + A
上限: U = X + B
IsInWindow = (L <= M) 和 (M <= U)

变量监控

以下变量用于监测传送带跟踪过程: <conveyor>.IIW (Is In Window)（0或1）表示机器人是否在工作窗口内。 <robot>.IMFS (Is Motion Frame Synchronized) (0或1)表示机器人是否与传送带完全同步。 <conveyor>.here传送带上的运动物体的实际位置。 <conveyor>.zero是触发后对象出现的工作窗口内的位置。

Figure 5. Working window and monitoring variables

开始传送带跟踪

通过更改机器人的从属性来启动传送带跟踪。 例如: Puma.slave = 5 此命令启动同步过程。 如果没有其他命令生效，则机器人末端执行器将与从属性更改的位置平行移动。 在传送带跟踪中有三个不同的阶段:  Synchronization  Tracking  De-synchronization

Figure 6. Synchronization – De-synchronization sequence during conveyor tracking

第一个阶段是同步。在这个阶段中，机器人试着跟上传送带的位置运动。如果传送带速度太快，机器人不能跟上。 机器人同步的运动学参数为:
puma.velocitySyncTran
puma.accelerationSyncTran
puma.jerkSyncTran

puma.velocitySyncRot
puma.accelerationSyncRot
puma.jerkSyncRot

这些参数都需要设置为比机器人（vtran，...）的标准参数略高的值。 一旦从机从0变为5，同步开始。 在同步期间，<robot> .imfs = 0。一旦机器人与传送带同步，将<robot> .imfs标志设置为1.一旦从属状态改变，传送带上的物体就会开始移动。 这可以通过属性<Conveyor>.here来追踪，这返回传送带运动的位置。 如果物体退出工作窗口，则报告错误，并且传送带跟踪被分离。 一旦完成了移动传送带上的动作，机器人就脱离传送带。 此阶段称为去同步，在此期间<robot> .imfs = 1。去同步参数为:
puma.velocityDeSyncTran
puma.accelerationDeSyncTran
puma.jerkDeSyncTran

puma.velocityDeSyncRot
puma.accelerationDeSyncRot
puma.jerkDeSyncRot
至关重要的是机器人至少要比传送带快两倍。传送带的最大速度和其他限制由以下设定: Conv.VelocityMaxRot= …
Conv.AccelerationMaxRot = …
Conv.JerkmaxRot= …
这些仅是监视值。 如果超过任何一个，报告错误。

传送带上物体原点的位置

移动对象在工作窗口中出现的位置是通过属性<Conveyor> .zero获取的，该位置是位置数据类型。它表示同步开始时对象的位置; 如果在主位置变得大于<conveyor> .UpMaster [1]之前同步开始，则返回<transport> .UpStream [1]值。

传送带跟踪期间的绝对运动

"机器人总位置"是将机器人的笛卡尔位置转换成关节位置，实际上是发送到运动总线（EtherCAT）上的驱动器的坐标。 传送带跟踪期间的总位置由机器人运动和传送带运动两部分组成。 机器人运动是运动命令（如MOVE和MOVES）引入的坐标变化。 传送带运动是传送带在不同阶段（同步，跟踪，去同步）的运动。 总机器人位置表示为: Total = Robot + Conveyor 传送带坐标为:
Conveyor(t) = CNV(t) - CNV(t0)
t0是发出 "slave=5" 的时刻

对线性传送带，CNV是:
CNV(t) = (DownStream - UpStream)*(Master(t) - Trigger)/ (DownMaster - UpMaster[1])
Master(t)是t时刻的传送带主轴的位置。
DownStream, Upstream, DownMaster, and UpMaster是传送带参数。

与MC-BASIC变量的关系:
Conv.here = CNV(t)
Conv.zero = CNV(0)

在这背后是，当传送带移动时和传送带静止时，查询/命令的机器人位置是相同的。因此，为了示教传送带上的点，只需停止传送带，并将机器人移动到皮带旁边的目标位置。机器人运动，即主方程中的机器人变量，是机器人在传送带跟踪过程中的绝对位置; 它等于作为运动命令的目标点输入的位置（例如，MOVES / CIRCLE）。

详细说明

参考: Conveyor_Tracking