说明:库卡 KRC4 / KRC5 本身不带原生 3D 视觉;绝大多数项目外接第三方 3D 视觉工控机(梅卡曼德、Photoneo 等);通讯采用Socket TCP;KRC5 不需要额外选件,老 KRC4 需要开通 Socket 通讯选项;分【眼在手外(Eye‑to‑Hand,料筐无序优先)】、【眼在手上(Eye‑in‑Hand)】两种方案。
阶段一:机械硬件安装前期准备
1、机械安装
眼在手外(相机固定机架)
3D 相机独立机架安装,机架必须加厚加固,避免机器人运动振动带来支架抖动;
确认料筐全部区域落在相机景深范围;避开阳光直射,必要增加遮光板;
机器人示教好HOME 安全原点;拍照避让位;抓取趋近高度;放置点。
眼在手上(相机装法兰)
相机 + 转接板重量、转动惯量录入机器人负载数据($LOAD 变量);
机器人运动停止后再拍照,消除关节残余振动。
2、工具 TCP 标定(非常关键,先做手眼标定之前)
装好实际生产用夹爪;用库卡三点 / 六点法标定夹爪 TCP;
TCP 不准,后面手眼标定再准抓取也会偏移。
3、网络通讯配置
机器人控制柜网口与 3D 视觉工控机直连独立千兆局域网,不要接入工厂办公局域网;
设置同一网段静态 IP;关闭机器人无关网络;
WorkVisual 上传通讯子程序(视觉供应商提供 KRL 子程序库),测试 Socket 连通,确认可以收发信号。
阶段二:手眼标定(建立相机坐标系 ↔ 机器人世界坐标转换)
标定板优先选用高精度陶瓷标定板;不要用纸制标定板。
眼在手外标定流程(相机固定不动)
将标定板固定在机器人夹爪上面;
在视觉软件中启动手眼标定;由视觉软件控制机器人自动运动;
机器人带着标定板在相机视野内多角度、多层高度散开运动采集图像(一般 15‑25 个不同姿态);姿态尽量覆盖料筐整个工作空间,不要只采集视野中心一小块;
全部点位采集完成,视觉软件自动求解手眼外参(相机相对于机器人世界坐标的转换矩阵);
标定完必须全域验证:料筐四角 + 中间位置,拿实物试抓验证精度,不能只测中心点!
眼在手上标定流程(相机随法兰运动)
标定板固定在工位地面不动;相机装机器人手腕;
机器人带着相机,从不同角度对着固定标定板拍照采集;
视觉求解外参;标定完成后拆装相机之后必须重新标定。
注意:库卡机器人零点偏移会直接毁掉手眼标定结果;如果机器人回零,需要重新复核标定抓取精度。
阶段三:视觉侧工件模板工程配置(3D 工控机端)
在 3D 视觉软件导入工件 CAD 模型;建立工件抓取姿态模板;设置抓取优先规则;
设置料筐 ROI 屏蔽区域,过滤料筐边框;设置工件筛选条件(工件堆叠过滤、不可抓取姿态过滤);
通讯协议配置:定义交互信号:机器人发送【触发拍照】;视觉返回【工件 6D 位姿 X,Y,Z,A,B,C + 状态码】;无工件时返回空状态码。
阶段四:KRL 机器人程序逻辑编写(循环抓取流程)
基础循环逻辑(眼在手外示例)
机器人回到 HOME 安全原点;
Socket 初始化通讯;
机器人移动至避让拍照位(手臂不要挡住相机视野);
机器人发送信号触发 3D 相机拍照识别;
等待视觉工控机返回抓取 6D 位姿 + 状态码;
如果返回【无工件】→回到 HOME,等待补料,重新循环拍照;
如果返回有效抓取位姿;
先移动到抓取趋近安全高度(料筐上方预留 80‑120mm 安全高度,禁止直接下扎);
LIN 直线运动下到视觉给出抓取点;输出 DO 信号闭合夹爪;
抬升离开料筐;运动到中间过渡安全点位;
移动至放置工位,打开夹爪释放工件;
返回 HOME,进入下一轮抓取循环。
重要补充:
无序抓取姿态随机;程序内要增加奇异点判断;当返回姿态靠近机器人奇异区直接放弃本抓取点,重新请求视觉识别下一个工件;
增加抓取失败重试逻辑;设置最大重试次数,防止死循环;
开启机器人碰撞检测($COLL_DET),料筐抓取碰撞风险很高。
阶段五:现场调试、验证、优化
低速 T1 模式逐条跑随机抓取姿态;先不要自动连续运行;
边界工况测试:料筐边角工件、堆叠工件、工件倾斜姿态;
调整趋近高度、运动速度;工件姿态不好的过滤阈值在视觉软件设置;
热漂移验证:连续运行 2‑3 小时之后复核抓取精度;
编写维护文档:
支架松动需要重新标定;
机器人重新回零之后复核抓取精度;
更换夹爪 TCP 要重新标定 TCP + 复核手眼。
库卡项目重点坑点提醒
KRC4 老控制器 Socket 通讯需要单独购买授权;KRC5 iqka 不需要额外授权;
手眼标定采集姿态一定要散开覆盖全部料筐范围;只采集中间,四角抓取偏差会很大;
眼在手外相机支架振动是精度丢失头号元凶;优先做厚重独立支架;
无序抓取不要完全信任离线仿真,很多随机姿态仿真覆盖不到;现场 T1 低速实测是必须步骤;
网络建议:机器人与视觉工控机点对点直连,减少交换机转发延迟与干扰。


