工业机器人集成应用教程 课件 5.1 视觉分拣工作站的结构组成及安装；5.2 视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置

项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用工业机器人视觉识别与分拣应用是在工业机器人工作站加装视觉系统，赋予了机器人“看”的能力。让机器人对工件物资进行分拣，再把不同的物料送到相应的工序。鉴于其系统自动化、客观、非接触和高精度的特点，被应用于制造业、物流业以及服务行业等产业的工件物资分拣场景。伴随新技术的发展，未来将有机器人视觉代替人工视觉发展趋势与方向。该技术主要涉及视觉感知、图像处理和机器人控制等方面的内容，需要操作者具有工业视觉识别系统相关知识、能完成视觉系统的安装调试；能完成视觉识别检测流程的设计；能完成机器人程序的编写；能完成整个视觉系统的联调。通过项目的完成养成主动探究、勇于承担、主动解决问题的素养。作为技术员，您将与团队成员共同了解工业机器人视觉工作站的组成、完成工业机器人视觉工作站的软硬件安装和系统搭建、对工作站进行日常维护，对工作站通信进行设置、学习视觉软件的使用、设计视觉识别流程、编写工业机器人视觉工作站分拣程序，最终完成整个工作站的联调任务。

【项目情境】自动化机器人完成的每一道程序，都带来人力成本的下降和工作效率的提高。工件分选是工业生产的重要组成部分。你所在的自动化公司接到了一个视觉工作站的建设项目，你需要了解常见视觉分拣工作站及视觉识别系统，能够对工业视觉识别系统进行归纳和对比，并根据要求对工作站的建设进行设备选型和进行建设方案设计，同时制订好项目实施进度并进行视觉分拣工作站的硬件安装。培养自主学习能力、沟通交流能力及合作能力。

【任务描述】任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用

【任务目标】知识目标1.知道工业视觉识别系统的基本应用2.描述工业视觉识别系统的结构组成及作用3.描述视觉系统硬件安装方法技能目标1.具有利用辅助资料，查找工业视觉识别系统相关知识的能力2.具有在教师指导下，对相机镜头和相机的焦距及光源进行调节的能力3.具有在教师的引导下，进行小组学习的能力。素养目标1.通过查找资料的方式，养成自主学习能力；2.通过小组合作，养成沟通交流能力。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】什么是机器视觉呢？视觉是我们最强大的感知方式，我们可以在不实际接触的情况下，通过视觉感知的方式获取周围环境的很多信息。在计算机出现后，人们开始尝试将视觉感知能力赋予机器。机器视觉就是机器的视觉，换句话说：就是将视觉感知赋予机器，使机器具有和生物视觉系统类似的场景感知能力。机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。机器视觉就是用机器代替人眼来来模拟人的视觉功能，实现对目标对象的识别、判断与测量。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】一．工业视觉识别系统工作原理供光线以辅助图像获取，光学传感器将外部场景转换为电信号。图像采集设备将信号转换为图像数据,并传送给图像处理设备。图像处理设备上运行机器视觉软件,对图像进行分析、处理，并发送控制指令。控制单元接收控制指令,结合辅助传感器信息，控制执行机构的动作。视觉系统工作流程如图5-1-1所示。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用图5-1-1机器视觉系统工作原理01

【任务准备】二．工业视觉识别系统的特点在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。一般情况下，工业视觉检测系统主要是通过工业镜头来获取图像，通过显示的图片来区分产品的亮度，尺寸，颜色，缺陷。形状大小等。因此，视觉检测系统的速度与人工对比是更具有效率，并且可以完成24小时可重复性的工作。工业视觉检测系统在应用中特点如下表所示。工业视觉检测设备通过视觉检测系统代替人工，具有高精度、高速度、高稳定性和高灵活性的特点。它的这些特点使得它在现代工业生产中发挥着重要的作用，不仅提高了生产效率，还保证了产品质量的稳定性。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】特点特点描述高精度视觉检测系统能够精确地识别和检测产品的各种缺陷和问题，如表面瑕疵、尺寸偏差等。相比之下，人工品检容易受到主观因素的影响，无法达到如此高的精度高速度视觉检测系统能够在短时间内完成大量产品的检测，大大提高了生产效率。而人工检测需要耗费大量的时间和人力资源，效率低高稳定性视觉检测系统能够稳定地运行，并且不会受到外界环境的影响。相比之下，人工容易受到人员状态、环境变化等因素的干扰，导致检测结果的不稳定性高灵活性视觉检测系统可以根据不同产品的特点和要求进行灵活的调整和优化，适应不同的生产需求。而人工检测需要不断培训和调整，成本和时间都较高任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】三．工业视觉识别系统的基本应用目前，越来越多的工业机器人应用视觉系统。如今，自动化技术在我国发展迅猛，人们对于机器视觉的认识更加深刻，对于它的看法也发生了很大的转变。随着机器视觉技术成熟与发展，不难发现它的应用范围也越来越广泛。（一）图像识别应用图像识别，是利用机器视觉对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象。图像识别在机器视觉领域中最为典型的应用就是二维码的识别，二维码是我们平时常见的条形码中最为普遍的一种。将大量的数据信息存储在这小小的二维码中，通过条码对产品进行跟踪营理。通过机器视觉系统，可以方便的对各种材质的条码进行识别读取，大大提高了现代化生产的效率。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】三．工业视觉识别系统的基本应用（二）图像检测应用检测是机器视觉工业领域最主要的应用之一，几乎所有产品都需要检测，而人工检测存在着较多的弊端，人工检测准确性低，长时间工作的活，准确性更是无法保证，而且检测速度慢，容易影响整个生产过程的效率。因此，机器视觉在图像检测的成用方面也非常的广泛。（三）视觉定位应用视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确的找到被测零件并确认其位置，在半导体封装领域，设备需要根据机器视觉取得的芯片位置信息调整治取头，准确拾取芯片并进行绑定，这就是视觉定位在机器视觉工业领域一种基本应用。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】三．工业视觉识别系统的基本应用（四）物体测量应用机器视觉工业应用最大的特点就是其非接触测量技术，同样具有高精度和高速度的性能。但非接较无磨损，消除了直接测量可能造成的“二次损伤”隐患。（五）物体分拣应用实际上物体分拣应用是建立在四种识别检测之后各环节。通过机器视觉系统将图像进行处理，从而实现分拣，例如在机器视觉工业应用中常用于食品分拣零件表面瑕疵自动分拣棉花纤维分拣等任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成机器视觉由光学系统、图像处理系统、执行机构及人机界面组成。（一）光学系统（眼球结构）光学系统是机器视觉系统中不可或缺的部分，是用于采集适于处理的图片信息，如果没有适合的光学系统采集适于处理的图片，则难以有效地完成图像检测，甚至直接导致检测的失败。因此，适合的光学系统是成功完成机器视觉应用的前提条件。一个典型的光学系统包括光源、相机、镜头。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成

1.光源的选择光源作为其中重要组成部分，直接关系到系统的成败。在视觉系统中图像是核心，选择合适的光源能够呈现一幅好的图像，能够简化算法提高系统稳定性，一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息，出现阴影则会引起边缘误判，图像不均匀则会导致阈值选择困难。因此要保证有较好的图像效果，就必须要选择一个合适的光源。目前，理想的视觉光源有高频荧光灯、光纤卤素灯、氙气灯、LED光源。应用最多是LED光源，根据工业具体场景选择合适光源。常见LED光源如下表5-1-1任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用环形光源LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角，有不同照射角度、不同颜色等类型，可以突出物体的三维信息;解决多方向照明阴影问题;图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。螺丝尺寸缺陷检测，IC定位字符检测，电路板焊锡检查，显微镜照明等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用条形光源LED灯珠排布成长条形。多用于单边或多边以一定角度照射物体。突出物体的边缘特征，可根据实际情况多条自由组合，照射角度与安装距离随有较好自由度。适用较大结构被测物。电子元件缝隙检测，圆柱体表面缺陷检测，包装盒印刷检测，药水袋轮廓检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用同轴光源经面光源采用分光镜设计。适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域，检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度，并且不适用于大面积照射。玻璃和塑料膜轮廓和定位检测，IC字符及定位检测，晶片表面杂质和划痕检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用圆顶光源LED灯珠安装在底部通过半球内壁反射涂层漫反射均匀照射物体。图像整体的照度十分均匀，适用反光较强金属、玻璃、凹凸表面、弧形表面检测。仪表盘刻度检测，金属罐字符喷码检测，芯片金线检测，电子元件印刷检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用背光源LED灯珠排布成一个面（底面发光）或者从光源四周排布一圈（侧面发光）。常用于突出物体的外形轮廓特征，适用于大面积照射，背光一般放置于物体底部需要考虑机构是否适合安装，在较高的检测精度下可以加强出光平行性来提升检测精度机械零件尺寸及边缘缺陷的测量，饮料液位及杂质检测、手机屏漏光检测，印刷海报缺陷检测，塑料膜边缘接缝检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用点光源高亮LED，体积小，发光强度高；多用在配合远心镜头使用，一种非直接同轴光源，检测视野较小。手机内屏隐形电路检测，MARK点定位，玻璃表面划痕检测，液晶玻璃底基校正检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成光源类型特点应用线光源高亮LED排布，采用导光柱聚光，光线呈一条亮带，通常用于线阵相机，采用侧向照射或底部照射，线光源也可以不使用聚光透镜让光线发散，增加照射面积也可在前段添加分光镜，转变为同轴线光源液晶屏表面灰尘检测，玻璃划痕及内部裂纹检测，布匹纺织均匀检测等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成

2.工业相机的选择工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。主要参数如下：分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480。像素深度（PixelDepth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数字相机一般还会有10Bit、12Bit等。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成最大帧率（FrameRate）/行频（LineRate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Hz）。曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。像元尺寸（PixelSize）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。目前数字相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。光谱响应特性（SpectralRange）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成常见工业相机类型如下表所示。分类方式相机类型特点按采集方式分类面阵相机面阵工业相机是以面为单位进行图像采集，可以直接获得完整的二维图像信息。虽然面阵相机的像元总数较多，但分布到每一行的像素单元却少于线阵相机，因此面阵相机的分辨率和扫描频率一般低于线阵相机。用于面积、形状、位置测量或表面质量检测等，直接获取二维图形能一定程度上减少图像处理算法复杂度。线阵相机由于线阵相机的感光元素呈现“线”状，采集到的图像信息也是线状，为了采集完整的图像信息，往往需要配合扫描运动。如采集匀速直线运动金属、纤维等材料的图像。线阵图像传感器以CCD为主，市场上曾经也出现过一些线阵CMOS图像传感器，但是，线阵CCD仍是主流。目前，陷阵CCD加扫描运动获取图像的方案应用广泛，尤其在要求视场范围大、图像分辨率高的情况下。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成分类方式相机类型特点按色彩分类黑白相机输出图像是黑白的就是黑白工业相机，当光线照射到感光芯片时，光子信号会转换成电子信号。由于光子的数目与电子的数目成比例，主要统计出电子数目就能形成反应光线强弱的黑白图像。经过相机内部的微处理器处理，输出就是一幅数字图像。在黑白相机中，光的颜色信息是没有被保留的。彩色相机输出图像是彩色的就是彩色工业相机，实际上CCD是无法区分颜色的，只能感受到信号的强弱。在这种情况下为了采集彩色图像，理论上可以使用分光棱镜将光线分成光学三原色（RGB），接着使用三个CCD去分别感知强弱，最好在综合到一起。这种方案理论上可行，但是采用3个CCD加分光棱镜使得成本骤增。最好的办法是仅使用一个CCD也能输出各种彩色分量。但彩色图像的细节处会出现伪彩色，导致精度降低。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】五．工业视觉识别系统基本组成3.镜头的选择镜头的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。在评价工业镜头质量时一般还会从分辨率、明锐度和景深等几个实用参数判断：分辨率(Resolution)：又称鉴别率、解像力，指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力，制约工业镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射光斑(爱里斑)。分辨率的单位是“线对/毫米“(lp/mm)。明锐度(Acutance)：也称对比度，是指图像中最亮和最暗的部分的对比度。景深(DOF)：在景物空间中，位于调焦物平面前后一定距离内的景物，还能够结成相对清晰的影像。上述位于调焦物平面前后的能结成相对清晰影像的景物间之纵深距离，也就是能在实际像平面上获得相对清晰影像的景物空间深度范围，称为景深。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成最大相对孔径与光圈系数：相对孔径，是指该工业镜头的入射光孔直径(用D表示)与焦距(用f表示)之比，即：相对孔径=D/f。相对孔径的倒数称为光圈系数(aperturescale)，又称为f/制光圈系数或光孔号码。一般镜头的相对孔径是可以调节的，其最大相对孔径或光圈系数往往标示在工业镜头上，如1:1.2或f/1.2。如果拍摄现场的光线较暗或曝光时间很短，则需要尽量选择最大相对孔径较大的工业镜头。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成目前市场主流的机器视觉图像处理系统有两种：PCBased系统和嵌入式系统。图像处理系统是机器视觉系统的核心，包括软件和硬件两部分。光学系统取得图像后，图像处理系统对图像进行处理分析和计算并输出检测结果，完成与工业机器人之间控制信息和图像处理数据的通信任务。图像处理一般流程如图5-1-2示。图5-1-2图像处理的一般流程任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成（二）图像处理系统PCBased系统：PCBased系统采用PC作为处理平台,通过图像采集卡和模拟相机或直接通过数字相机采集图片,依托PC处理平台,处理速度快，可运行复杂的图像处理算法;可带多个相机;可根据用户要求自行开发处理程序和用户界面。但由于其开发工具为高级编程语言，开发周期长,难度大，维护成本较高。等同自行重新开发完成新的应用模块嵌入式系统：嵌入式系统将相机、图像采集模块、处理器、存储器、通讯模块、I/O集成一体，稳定性更高，开发周期较短，难度相对较低，但由于其硬件结构限制,通常只能带一至两个相机，程序开发不如PCBased系统灵活，运行速度和算法复杂度不如PCBased系统。等同购入公版模块,方便但用途受限任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成（二）图像处理系统两种系统各有利弊。检测点数少,检测要求可能发生变化，项目周期紧急的应用更适合选用嵌入式系统。检测点数多，速度要求高,检测要求相对稳定，项目周期宽松的应用更适合选用PCBased系统。开发平台、应用软件、图像处理软件是否先进是机器视觉应用成功的关键。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成(三）执行机构执行机构是视觉系统中的重要部分。执行机构通常由控制器和具体的执行设备组成，如机械手、自动化装备、工业机器人等。这些设备和系统在工业生产线上承担着重要的角色，能够根据图像处理和分析的结果，自动完成各种操作，如零件的抓取、放置、检测等，从而提高生产效率和产品质量。此外，执行机构还可能包括辅助传感器，这些传感器能够提供额外的信息，帮助系统更准确地执行任务。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成（四）人机界面工业机器视觉的人机界面主要涉及人机交互和信息交换的媒介，即HumanMachineInterface(HMI)。HMI作为人机交互的桥梁，在工业机器视觉系统中扮演着至关重要的角色。它不仅提供了与用户进行交互的界面，还负责处理和显示从机器视觉系统获取的数据，使用户能够直观地理解和控制机器视觉系统的运作。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】四．工业视觉识别系统基本组成（四）人机界面这些HMI系统通过提供直观的操作界面和强大的数据处理能力，使得工业机器视觉系统的操作更加便捷，同时也提高了系统的可靠性和效率。名称特点台达DOP系列人机界面提供了基本型、标准型、进阶型、手持型等多种类型的人机界面，内置HMI编程软件DOPSoft4.0及Lua编辑器，具备警报提示、历史数据及用户权力管理等功能进阶型人机界面采用Cortex-A7双核心1GHz高速处理器，搭配高亮度、高对比度、高彩的16位或24位LCD显示屏幕，提供绝佳的画质体验威纶通人机界面提供了多种型号，包括MT6050i、MT6056i、MT6070i、MT6100i（普及性）、MT8000（高级带以太网系列）、MT6000series（通用型）、TK6000series（通用型）、MT8000series（网络型）、MT8000Xseries（专业型）等，这些产品以严格的标准和国际认证，保证了高品质的用户体验显控人机界面作为系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。显控人机界面在工业与商业上的应用广泛，包括输入和输出两种基本功能，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，而输出指的是由机械或设备发出来的通知任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】一.视觉分拣工作站工作站硬件设备选型机器视觉系统是基于机器视觉技术为机器或自动化生产线建立的一套数据系统。机器视觉系统部件主要包括光源、镜头、工业摄像机、图像采集卡、镜头、图像处理设备等。以下为本工作站设备采用的部件型号及主要性能和优势，如下表5-1-1所示。主要部件型号主要性能和优势相机MV-CU060-10GC彩色600万像素(海康威视)①优化硬件设计，性能稳定，低功耗设计②支持自动和手动增益、曝光时间等参数调节③支持硬触发、软触发及自由运行模式④千兆网接口,无中继情况下,最大传输距离可到100m⑤兼容GigEVisionV2.0协议和GenICam标准，无缝接入第三方软件平台⑥普惠型相机，价格相对低廉任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】一.视觉分拣工作站工作站硬件设备选型主要部件型号主要性能和优势镜头FA1201-5MP（华腾威视）①可手动调节光圈和焦距②使用简单，直接安装即可使用③价格便宜任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】一.视觉分拣工作站工作站硬件设备选型主要部件型号主要性能和优势光源环形光源RL100-A30-W(华腾威视)）①突出物体的三维信息②可解决多方向照明阴影问题③图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。④价格便宜任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试（一）视觉分拣工作站硬件安装步骤如下表所示序号步骤描述1材料准备配备规格相符拆装工具，根据配置清单清点工作站器件2网络安装用网线将相机的网路接口与路由器的网络接口连接。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述3固定相机位置通过调整灵活机械部件将相机支架安装到合适位置。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述4相机电源接线相机电源线一端接到相机电源接口如图5-1-3所示；另一端与光源电源线集成到六针航空插上，如图5-1-4所示；将航空插安装到对应电气接口中，如图5-1-5。图5-1-3图5-1-4图5-1-5任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述5光源控制器接线①将航空插转换过来的光源线连接到CH1上，如图5-1-6所示；②将控制线连接到CH1上，如图5-1-7所示；③最后接上控制器电源线，如5-1-8所示。图5-1-6图5-1-7图5-1-8任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试（二）视觉分拣工作站硬件调试视觉分拣工作站硬件安装完成后进行调试，视觉分拣工作站硬件调试步骤如表5-1-7所示序号步骤描述1检查视觉分拣工作站检查各部分连接是否正确可靠2控制方式的选择将控制方式选择至远程控制REMO。将控制方式选择至远程控制REMO任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述3电源调节打开控制电源开关（图中①），光源亮（如图中②）任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述4光源的调节调节CH1旋钮，观察光源是否有变化任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述5光圈调节调节光圈调节环，使视觉系统获得高品质，高对比度的图像任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务实施】二.视觉分拣工作站硬件安装与调试序号步骤描述6焦距调节调节焦距调节环，使视觉系统获得高品质，高对比度的图像任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用04

【任务工单】任务名称任务5.1视觉分拣工作站的结构组成及安装班级姓名学号小组名称组长姓名指导教师一、归纳视觉识别系统的基本应用。二、叙述视觉识别系统的基本组成及各部分作用。三、请用文字或图表描述图像处理的一般流程。四、简要描述视觉分拣工作站的硬件安装步骤及调试步骤。任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用05

【任务评价】任务5.1视觉分拣工作站的结构组成及安装所在班级学生姓名考核日期考核内容及配分考核点及配分考核评估小组自评（M1）小组互评（M2）教师考核（M3）综合评价（M0）职业知识（30分）1.能够说出常见的工业视觉系统的基本应用。（10分）2.能够描述光源及工业相机的类型。（10分）3.能够描述工业视觉识别系统的基本组成及作用。（10分）职业技能（40分）1.能根据任务要求进行视觉硬件的安装。（15分）2.能根据任务要求对相机镜头和相机的焦距及光源进行调节（15分）3.能根据资料分析过程中出现的问题进行处理。（10分）职业素养（30分）1.自主学习能力（10分）2.小组合作的沟通交流能力（10分）3.学习态度表现，即学习过程中的积极性、不迟到、不早退等（10分）合计（100分）表5-1-3完成任务评价表任务一视觉分拣工作站的结构组成及安装项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用某汽车装配公司，引入工业机器人视觉系统用于识别分拣汽车零配件。作为视觉系统技术员，你需要用通信调试工具，完成视觉系统通信设置工作，通过任务的实施掌握视觉系统各组成部分通信设置的方法；能利用视觉系统软件测试视觉系统通信效果，培养综合和系统分析的能力。

【任务描述】任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用

【任务目标】知识目标1.知道工业机器人常见通信协议；2.知道工业相机控制协议的内容；3.知道工业机器人与视觉软件能够实现网络通信的必要条件。技能目标1.能借助网络通信测试工具，完成通信调试；2.能利用视觉软件测试视觉系统的通信效果；1+X职业技能目标：能对视觉系统各部分进行通信设置。素养目标1.通过工业机器人与周边设备的通讯测试，培养细致观察与综合分析能力；2.通过收集与查询资料，形成自主学习的能力。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】一．工业机器人常见通信协议通信协议：又称通信规程，是指通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守，它也叫做链路控制规程。以下介绍工业机器人常用通信协议，如下表所示。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置类型内容和应用串行通信协议这类协议包括RS-232、RS-485和Modbus。RS-232和RS-485是串行通信的标准，而Modbus是一种广泛应用于PLC和工业控制器之间的通信协议。以太网通信协议这类协议包括EtherCAT、Profinet和OPCUA。EtherCAT以其高速传输和实时性而闻名，Profinet支持TCP/IP协议，而OPCUA则是—种开放平台通信统—架构。项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】一．工业机器人常见通信协议任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置类型内容和应用现场总线协议这类协议包括CAN、CC-Link和PROFIBUS。CAN是一种基于CAN总线的通信协议，广泛应用于分布式控制和自动化领域，而PROFIBUS则是一种用于过程自动化和工厂自动化的现场总线技术。工业无线协议这类协议包括MQTT、ZigBee、Wi-Fi和LoRa。这些协议适用于需要无线连接的场景，提供灵活性和移动性。其他专用协议如DeviceNet、ProfibusDP和Anybus等，这些协议通常用于特定的工业自动化设备和系统。项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】二．工业相机控制协议工业相机控制协议是指用于工业相机与其他设备之间进行通信和数据传输的规范和协议。工业相机控制协议主要包括以下几个方面，如表格5-2-1所示。表5-2-1工业相机控制协议任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置类型内容和应用数据传输协议工业相机与其他设备之间的数据传输通常通过以太网进行。常见的数据传输协议包括GigEVision协议、USB3Vision协议和CameraLink协议等。这些协议定义了数据传输的格式、速率和错误处理等规范，保证了数据的可靠传输。控制命令协议工业相机可以通过控制命令实现对图像采集、曝光时间、增益、白平衡等参数的控制。不同的相机厂商可能采用不同的控制命令协议，但常见的包括CameraControlProtocol(CCP)、GenICam和CameraControlLibrary(CCL)等。这些协议定义了控制命令的格式和功能，使得不同厂商的相机可以与各种设备兼容。项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】二．工业相机控制协议任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置类型内容和应用设备发现协议在工业相机的应用中，通常需要能够自动发现相机设备并与其建立通信。设备发现协议可以帮助用户快速找到局域网中的相机设备，常见的协议包括AddressResolutionProtocol(ARP)、Bonjour和SimpleServiceDiscoveryProtocol(SSDP)等。图像数据格式工业相机采集到的图像数据需要按照一定的格式进行传输和存储。常见的图像数据格式包括RAW格式、Bayer格式、YUV格式和RGB格式等。不同的应用场景和设备要求可能需要不同的图像数据格式，因此工业相机控制协议需要支持多种图像数据格式。项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用工业相机控制协议的实现需要相机厂商和设备厂商共同努力，遵循统一的标准和规范。这样可以保证不同厂商的设备可以互相兼容，提高设备的易用性和互操作性。同时，工业相机控制协议的标准化也促进了工业相机市场的发展，推动了工业应用的智能化和自动化。表5-2-1工业相机控制协议01

【任务准备】三．了解视觉系统各组件接口特性，确定视觉系统通信方式本内容以任务实施实际采用的教学载体作为例子进行分析方便读者理解。表5-2-3工业机器人视觉分拣工作站的主要设备清单案例任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置名称设备型号协议/标准实物图片计算机操作系统WindowsXP/7/1032/64bitsIPX/SPX、NetBEUI、TCP/IP项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】三．了解视觉系统各组件接口特性，确定视觉系统通信方式任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置名称设备型号协议/标准实物图片工业机器人ABBIRB120DeviceNet;PROFIBUS;PROFIBUS-DP;PROFINET;EtherNetIP;项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】三．了解视觉系统各组件接口特性，确定视觉系统通信方式任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置名称设备型号协议/标准实物图片工业相机MV-CU060-10GC彩色600万像素(海康威视)GigEVisionV2.0，GenlCam项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】1.视觉系统各组成部分支持协议分析：（1）计算机通信协议：TCP/IP是在网络的使用中的最基本的通信协议。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。（1）工业机器人通信协议：EtherNetIP：使用以太网的物理层网络，也架构在TCP/IP的通信协定上，用微处理器上的软件即可实现，不需特别的ASIC或FPGA。（2）工业相机通信协议：GigEVision2.0是一个用于工业相机和图像采集系统的协议。GigEVision是一个开放的标准化协议，旨在提供一种高速、可靠的图像传输方式，它基于以太网通信和TCP/IP协议。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用01

【任务准备】2.确定视觉系统通信方式-Socket在工业自动化中，最常用的其实是Profinet，工业设备通过配置，一根网线便可以实现数据可靠的实时发送或接受（1ms或者更短），profinet类似profibus+ethernet。但对于普通计算机，则不能与ABB机器人实现profinet通信，只能用socket通信。ABB机器人支持基于TCP/IP通信用的套接字（Socket）接口通信。ABB机器人与视觉系统通信的断开和连接、数据的接收和发送的功能等可以使用该通信方式。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02

【任务实施】一、视觉系统的通信硬件接线示意图工业机器人通常采用以太网作为通讯方式，因此网络拓扑结构应该是星型或者是总线型。本实训工作站采用星型结构。每个设备都与交换机相连；工业机器人与视觉软件能够实现网络通信的两大必要条件是：机器人与视觉软件都支持以太网通信；机器人与视觉软件IP地址处于同网段。图5-2-1视觉系统网口接线示意图任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信1.相机IP地址设置相机IP地址需通过相机客户端（MVS）进行设置修改。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤1：找相机打开相机客户端程序MVS，找到以太网下相对应的相机步骤2：选择“IP配置工具”打开“工具”菜单，选择“IP配置工具”

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤3：修改相机IP地址在弹出的对话框中选择视觉系统网络下的相机，点击“修改IP”，然后修改IP地址。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信2.电脑IP地址设置任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤1：打开“网络和Internet设置”

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信2.电脑IP地址设置任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤2：选择以太网，更改适配器选项。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信2.电脑IP地址设置任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤3：选择相应网络连接，右键“属性”。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信2.电脑IP地址设置任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤4：双击网络中标签下的“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”修改电脑IP地址。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信3.通信验证任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤1：双击打开创科视觉软件。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信3.通信验证任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤2：把海康相机工具，拉到流程栏中。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02二、视觉软件与相机的通信3.通信验证任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤3：验证双击打开流程栏中的HKCamera工具，在设备中选择海康相机设备，点击打开，显示区域能出现实时拍照画面，即视觉软件与相机的通信连接成功。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用三．视觉软件与机器人的通信1.ABB机器人IP地址设置①查看工业机器人控制模块选项电脑连接需要机器人具有选项协议PCInterface功能。一般在选型时要进行考虑，后续也可以单独增加此选项。查看是否有这个选项在系统属性的控制模块点击选项即可，如图5-2-2所示。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置02

【任务实施】图5-2-2工业机器人控制模块选项查看方法项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信②

ABB通信网口IP地址设置Socket通信网络可接Service口（IP地址固定：192.168.125.1）或者LAN3口、WAN口（IP地址可以自己设置，设置方法如表5-2-7所示）。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤1：选择控制面板点击“主菜单”，选择“控制面板”选项。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤2：选择“配置”

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤3：选择主题点击“主题”，选择“Communication”。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤示意图步骤4：点击“IPSetting”；

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图步骤5：点击“添加”

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图步骤6：设置IP名称在IP处输入IP地址，在Interface处选择“WAN”，在Label处输入名称，然后点击“确定”

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图步骤7：重启控制器。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信2.通信验证视觉系统通过Socket通信与机器人进行数据通信，由视觉软件（计算机端）作为通信的服务器，机器人作为通信的客户端。当需要视觉系统识别信息时，机器人发送相对应的指令到视觉系统，视觉系统根据接收到的不同指令执行相对应的识别流程，然后再将识别结果通过Socket通信发送到机器人端，机器人根据结果执行不同的动作程序，从而完成产品的分拣。在调试阶段，工业机器人通信程序还没编写的情况下，我们可通过“SocketTool”通信测试工具验证视觉软件的通信连接。验证步骤如表5-2-5所示。任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信表5-2-5通信测试工具验证视觉软件通信连接步骤任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤（含说明）示意图步骤1：添加以太网工具打开视觉软件，新建一个项目，添加以太网工具。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图步骤2：设置通讯模式和本地端口号双击“以太网”工具，选择视觉软件端作为服务器端，本地端口可设为1000，点击确定

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图步骤3：用“sockettool”通信测试工具模拟机器人端①双击打开“sockettool”软件，选择“TCPClient”，点击创建；在弹出界面中，输入通信对象IP地址。

【任务实施】项目五工业机器人物料分拣视觉集成工作站应用02三．视觉软件与机器人的通信任务二视觉分拣工作站常见通信方式及通信设置操作步骤与说明示意图②上述操作完成后，点击连接。

【任务实施】项目五工业机器人物料