4 轴 SCARA 机器人在传送带上抓取工件的核心是 “传送带运动跟踪 + 视觉定位 / 传感器定位 + 机器人轨迹同步”，需通过硬件选型、坐标标定、跟踪算法、逻辑互锁四步实现高精度抓取，以下是完整的落地方案，适配工业产线的连续上料场景。
一、核心硬件架构（必须组件）
SCARA 机器人（4 轴：X/Y/Z 旋转 + 末端旋转）的传送带抓取系统，需解决 **“工件位置实时获取”和“机器人与传送带速度同步”** 两个关键问题，硬件配置如下：
| 硬件模块 | 推荐型号 | 功能说明 | 选型要点 |
|---|---|---|---|
| SCARA 机器人 | 爱普生 LS6-602S、欧姆龙 i4H | 实现 X/Y 平面高速移动、Z 轴升降、末端旋转抓取 | 负载匹配工件重量，重复定位精度≤±0.02mm |
| 传送带系统 | 变频调速皮带线 | 输送工件，速度可通过变频器调节 | 加装编码器（增量式，如欧姆龙 E6B2），实时反馈带速 |
| 定位检测单元 | 方案 1：视觉系统（基恩士 IV3）方案 2：光电传感器 + 光纤传感器 | 方案 1：识别工件位置、姿态、缺陷方案 2：检测工件到位 + 边缘定位 | 高速产线优先选视觉；规则工件选传感器（成本低） |
| 控制器 | 机器人控制器 + PLC（三菱 FX5U） | 机器人负责轨迹规划；PLC 负责传送带调速、传感器信号处理、系统互锁 | 支持高速脉冲采集（编码器信号）、机器人与 PLC 通讯（以太网 / CC-link） |
| 抓手 | 气动夹爪（SMC MHC2） | 抓取工件，适配工件形状（如扁平件、圆柱件） | 加装夹爪检测传感器，确认工件是否抓取成功 |
| 安全组件 | 安全光栅、急停按钮 | 防止人员进入机器人工作区域，保障产线安全 | 安全光栅信号接入 PLC，触发时立即停止机器人和传送带 |
二、核心控制原理（两种定位方案）
根据工件是否规则、产线速度高低，选择传感器定位跟踪或视觉定位跟踪，两种方案的控制逻辑不同。
方案 1：传感器定位跟踪（适合规则工件、低速产线）
适用场景：工件等间距排列、形状规则（如包装盒、金属零件），传送带速度≤0.5m/s。
1. 工作流程
2. 关键标定
方案 2：视觉定位跟踪（适合不规则工件、高速产线）
适用场景：工件随机排列、姿态不一（如注塑件、五金件），传送带速度≤1m/s。
1. 工作流程
2. 关键优势
三、系统控制逻辑（PLC + 机器人联动程序要点）
以三菱 FX5U PLC + 爱普生 SCARA 机器人为例，核心联动逻辑如下：
1. PLC 程序核心片段（STL 语言）
stl
// 1. 编码器高速计数，计算传送带速度 LD M8000 HCS C235 K1000 X0 // C235为高速计数器，X0接编码器A相，每1000脉冲中断一次 MOV C235 D0 // D0=脉冲数 MUL D0 K0.01 D1 // D1=传送带移动距离（辊周长0.01m/脉冲） DIV D1 K0.1 D2 // D2=传送带速度（m/s，采样时间0.1s） // 2. 光电传感器触发，计算抓取延时 LD X1 // X1=光电传感器信号 MOV K500 D3 // D3=传感器到抓取点距离500mm=0.5m DIV D3 D2 D4 // D4=抓取延时T（s） TON T0 D4 K1 // T0延时T秒后触发抓取指令 // 3. 抓取指令发送给机器人 LD T0 SET M10 // M10=抓取触发信号 MOV D2 D10 // D10=传送带速度，发送给机器人
2. 机器人程序核心片段（爱普生 RC + 语言）
python
运行
PROGRAM Grab_Conveyor VAR V_belt:REAL; // 传送带速度 X_target,Y_target:REAL; // 目标抓取坐标 END_VAR// 1. 接收PLC发送的传送带速度 V_belt = PLC_READ(D10); // 2. 设定抓取基准点，叠加传送带速度 X_target = 500.0 + V_belt * TIME_GET(); // X轴随传送带同步运动 Y_target = 300.0; Z_target = 10.0;// 3. 运动到抓取点，动态跟踪 MOVE_ABS(X_target,Y_target,Z_target,0.0); // 0.0为末端旋转角度 WAIT_MOVE_COMPLETE;// 4. 夹爪闭合，抓取工件 OUTPUT_ON(GRIPPER_CLOSE);WAIT_SENSOR_ON(GRIPPER_DETECT); // 确认抓取成功// 5. 抬升Z轴，脱离传送带 MOVE_ABS(X_target,Y_target,50.0,0.0);WAIT_MOVE_COMPLETE;// 6. 移动到放料点，释放工件 MOVE_ABS(100.0,200.0,50.0,0.0);OUTPUT_OFF(GRIPPER_CLOSE);END_PROGRAM
四、关键调试与优化步骤
五、系统安全与互锁设计（必须项）
六、常见问题与排查
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 抓取不到工件 | 1. 速度同步偏差大2. 抓取延时计算错误3. 坐标标定不准 | 1. 优化速度叠加系数2. 重新测量传感器到抓取点的距离3. 重新标定机器人抓取坐标 |
| 工件抓取后滑落 | 1. 夹爪压力不足2. 夹爪与工件接触面积小 | 1. 增大夹爪气压2. 更换适配工件形状的夹爪（如加装橡胶垫） |
| 视觉定位偏差大 | 1. 相机标定不准2. 工件反光 / 遮挡 | 1. 重新进行相机标定（棋盘格标定）2. 调整光源角度，避免反光 |
