在很多行業(yè)，由于人工成本、生產(chǎn)效率以及精確性等各方面的因素，用SCARA機械手取代人工來(lái)搬運、加工和檢測是大勢所趨?！皺C械手”SCARA工業(yè)機器人具有占地空間小，精度高，速度快等特點(diǎn)，特別適用于3C電子組裝、涂膠、鎖螺絲、焊錫、插件、上下料等應用場(chǎng)合。而工業(yè)現場(chǎng)使用視覺(jué)時(shí)一般需要相機坐標系和機械手臂坐標系的轉化，這里介紹一種臺達SCARA機械手與相機坐標統一的說(shuō)明，將工業(yè)相機的像素坐標與SCARA工業(yè)機器人坐標進(jìn)行校準，建立轉換關(guān)系。
一、基本流程
1、相機通過(guò)以太網(wǎng)或串口與臺達SCARA工業(yè)機器人通訊，按校正函式的要求獲取相機發(fā)送過(guò)來(lái)的數據。
2、按照后面介紹的校準步驟，記錄臺達SCARA工業(yè)機器人校準點(diǎn)坐標與對應的視覺(jué)像素坐標。
3、使用校準函式，建立臺達SCARA工業(yè)機器人與視覺(jué)坐標之間轉換關(guān)系。
4、視覺(jué)工作時(shí)，將檢測到的工件坐標發(fā)送給臺達SCARA工業(yè)機器人，其根據坐標轉換關(guān)系，將像素坐標值轉換為自身坐標后再去進(jìn)行抓取或裝配等動(dòng)作。
二、準備工作
1、安裝相機，調整鏡頭焦距、光源至合適亮度（當相機位置移動(dòng)或者焦距更改過(guò)，需重新校準）。
2、臺達SCARA工業(yè)機器人手參數檢查，確認手臂參數正確，否則影響校準精度。
3、制作4點(diǎn)圖校準板，如下圖所示。
4、制作SCARA工業(yè)機器人工件坐標的校準工具，一般要求末端是尖端，方便對位，可穩定安裝在Z軸或抓手上。
三、相機安裝方式
1、固定安裝：相機固定向下/向上。
使用固定安裝，相機無(wú)法移動(dòng)，拍攝范圍小，但是視覺(jué)檢測的時(shí)間一般可以與SCARA工業(yè)機器人工作的時(shí)間并列運行，節省節拍時(shí)間。
2、移動(dòng)安裝：相機安裝至臺達機器人J4軸。
使用移動(dòng)相機，相機隨SCARA工業(yè)機器人移動(dòng)，拍攝范圍大，但是視覺(jué)檢測前，必須有一定的靜止時(shí)間(0.2s~0.5s)。視覺(jué)檢測時(shí)，SCARA工業(yè)機器人一般需要停止不動(dòng)，不能進(jìn)行其他工作，整體節拍時(shí)間會(huì )拉長(cháng)。
四、校準步驟
相機固定安裝（向下）
相機固定安裝（向上）
SCARA機器人可以在相機視野中移動(dòng)，不需要四點(diǎn)圖校準板
在SCARA機器人治具上找一個(gè)視覺(jué)容易識別且唯一的特征點(diǎn)，建議圓形或圓孔?；騍CARA機器人抓取需要識別的工件，在工件上找特征
使用DRAStudio，以上述特征點(diǎn)為T(mén)ool尖端，示教工具坐標Tool n
按照四點(diǎn)圖的順序，依次將特征點(diǎn)移動(dòng)到相機視野中的左上→右上→右下→左下四個(gè)位置，共移動(dòng)4次，并在DRAStudio中選擇對應的Tool n，并保存點(diǎn)位（如保存到P1~P4），同時(shí)視覺(jué)依次抓取4個(gè)特征點(diǎn)的中心像素值并保存（如保存到P5~P8）
移動(dòng)安裝相機校準（相機安裝在J4軸）
SCARA機器人末點(diǎn)安裝校準治具，并在相機工作視覺(jué)平面上找一個(gè)容易識別且唯一的特征點(diǎn)
示教校準治具末端的工具坐標Tool n
將治具末端對準特征點(diǎn)，在Tool n下保存該位置為P0
將相機移動(dòng)到特征點(diǎn)上方，讓特征點(diǎn)按照四點(diǎn)圖的順序，即位于相機視野的左上→右上→右下→左下四個(gè)位置，并在DRAStudio中選擇對應的Tool n，并保存點(diǎn)位（如保存到P1~P4），同時(shí)視覺(jué)依次抓取4個(gè)特征點(diǎn)的中心像素值并保存（如保存到P5~P8）
五、校準函式
固定向下：iTrans = Point_Trans_CamDown(P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8)
固定向上：iTrans = Point_Trans_CamUp(P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8)
J4軸移動(dòng)相機：iTrans = Point_Trans_CamJ4(P0,P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8)
輔助函式：Point(x,y)
校準參數保存于iTrans中
校準函式ret = Point_Calibrate(P,iTrans)，其中返回值ret.x、ret.y為轉換后SCARA工業(yè)機器人值。其中相機固定向下或者固定向上安裝時(shí)，返回值ret.x、ret.y可直接使用；相機安裝于J4軸時(shí)，需要將返回值ret.x、ret.y分別與拍照位的機械手X、Y值相加，相加之后值即可使用。
六、范例程式
固定相機/向下、向上
v_x = 100 --拍攝工件的視覺(jué)坐標x
v_y = 100 --拍攝工件的視覺(jué)坐標y
P_t = Point(v_x,v_y) --轉換前視覺(jué)坐標為P_t
P_R = Point_Calibrate(P_t,iTrans) --轉換后的SCARA工業(yè)機器人坐標為：P_R
移動(dòng)相機/ J4軸
移動(dòng)相機拍照時(shí)，需要將機械手拍照的位置（Tool n）也計算進(jìn)去
v_x = 100 --拍攝工件的視覺(jué)坐標x
v_y = 100 --拍攝工件的視覺(jué)坐標y
P_t = Point(v_x,v_y) --轉換前視覺(jué)坐標為P_t
P_tR = Point_Calibrate(P_t,iTrans) --轉換后的SCARA工業(yè)機器人坐標為：P_tR
P_R = Point (P_tR.x + Cam.x, P_tR.y + Cam.y) --轉換后SCARA工業(yè)機器人坐標加上拍照時(shí)SCARA工業(yè)機器人坐標等于工件實(shí)際坐標P_R
七、校準驗證
校準完成后，可以在相機視野中找任意一點(diǎn)，將其視覺(jué)坐標進(jìn)行轉換，在對應的工具坐標下，讓SCARA工業(yè)機器人的工具末端運動(dòng)到相應的位置，看是否準確到達，若達到，則表示視覺(jué)校準是準確的。
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