1. 课程导入与工程认知
在自动化生产线中，机器人对运动中的输送链工件进行抓取、喷涂、装配或码垛，是一类非常典型的应用。与静态工位不同，工件在机器人动作期间持续移动，机器人必须一边跟随工件运动，一边完成工艺动作，这就是输送链跟踪（Line Tracking）。本课程以FANUC ROBOGUIDE为平台，围绕一条完整的输送链跟踪仿真工程展开，从工作单元搭建、输送链与编码器配置、跟踪参数标定，到程序编写、仿真验证与交付物整理，形成一条可复现的工程链路。
学习本课程后，你应当能够独立完成三件事：第一，在ROBOGUIDE中搭建一个带输送链、工件发生器、跟踪机器人的工作单元，并让工件按设定节拍稳定流动；第二，理解并正确设置输送链跟踪所依赖的关键参数，包括编码器分辨率、输送链方向与速度、跟踪起始/结束窗口、工件坐标系与跟踪坐标系的关系；第三，编写并调试跟踪程序，使机器人在工件运动过程中完成抓取或工艺动作，并通过仿真数据判断跟踪是否准确、节拍是否满足要求。
典型应用场景与工程价值
输送链跟踪在工业现场的应用非常集中，常见的有以下几类：
- 动态抓取与搬运：机器人从连续运行的输送链上抓取工件，放入托盘、料箱或下一道工序，例如食品、日化、3C行业的装箱与分拣。
- 在线喷涂/点胶：工件在输送链上匀速通过，机器人同步跟随并完成轨迹喷涂或点胶，保证涂层均匀。
- 在线装配与拧紧：机器人跟随移动中的工件完成螺钉拧紧、卡扣压装等动作，避免停线。
- 视觉引导跟踪：由视觉系统识别工件位姿，机器人结合输送链编码器信息实现动态抓取，适用于无序来料。
这些场景的共同点是：不停线、不等待、节拍紧。如果采用“停线—抓取—再启动”的方式，输送链频繁启停会带来机械冲击、定位误差和产能损失。跟踪仿真的价值，就是在不占用真实产线的前提下，把跟踪参数、程序逻辑和节拍风险提前验证清楚。
整体工作流程
本课程的工程流程可以概括为“建模—配置—标定—编程—仿真—交付”六个阶段，但它们并不是简单的线性步骤，而是存在反复迭代：配置不当时需要回到建模阶段调整输送链几何，标定偏差过大时需要重新检查编码器参数，仿真节拍不达标时需要回到程序优化跟踪窗口。下图给出了这条工程链路的整体结构，以及各阶段之间的输入输出关系。
关键参数与工程含义
为了让后续章节有统一的参照，这里先明确几个贯穿全课程的核心参数。它们不是孤立的数字，而是彼此耦合的：
| 参数/对象 | 工程含义 | 典型示例值（示例假设） |
|---|---|---|
| 输送链速度 v | 工件沿链运动方向的线速度，决定跟踪窗口内工件移动距离 | 200 mm/s |
| 编码器分辨率 | 每毫米对应的脉冲数，决定跟踪位置反馈精度 | 10 pulse/mm |
| 跟踪起始距离 | 工件进入该距离后机器人开始跟踪并执行动作 | 400 mm |
| 跟踪结束距离 | 工件离开该距离后机器人退出跟踪，返回等待位 | 150 mm |
| 工件间距 | 相邻工件中心距，决定节拍与跟踪窗口是否重叠 | 500 mm |
| 单件动作时间 | 从进入跟踪到完成抓取并退出所需时间 | 1.8 s |
以表中示例值做一个简单判断：工件间距500 mm、链速200 mm/s，则工件到达间隔为 500 ÷ 200 = 2.5 s。若单件动作时间为1.8 s，理论上节拍是够的，但还要考虑机器人返回等待位、等待下一个工件进入跟踪窗口的时间。如果跟踪起始距离设为400 mm，工件从进入窗口到离开窗口的可跟踪行程约为 400 − 150 = 250 mm，对应可跟踪时间 250 ÷ 200 = 1.25 s。这意味着机器人必须在1.25 s内完成跟踪动作，否则工件会超出跟踪范围。这个简单计算说明：跟踪窗口、链速和动作时间必须联合校核，不能只调其中一个参数。
项目交付物
一个可交付的输送链跟踪仿真工程，不只是“能跑起来”的ROBOGUIDE工程文件。从工程复现和评审角度看，至少应包含以下成果：
- 仿真工程文件：包含机器人、输送链、工件发生器、末端工具、料框及必要围栏的完整工作单元，能直接打开并运行。
- 跟踪程序：包含跟踪启动、跟踪等待、抓取/工艺动作、退出跟踪和异常处理逻辑的TP程序或KAREL程序。
- 参数配置表：记录链速、编码器分辨率、跟踪窗口、工件间距、工具坐标系和跟踪坐标系等关键设置，便于现场移植。
- 仿真验证记录：记录跟踪误差观察结果、节拍统计、碰撞检查结论和典型异常场景的处理方式。
- 说明文档：说明工程结构、运行方法、参数修改位置和已知限制，使他人能够独立复现。