任务4.2 视觉分拣工作站的编程与调试

视觉分拣工作站的编程与调试目录Contents01.任务描述02.任务目标03.知识点拨04.任务实施01.任务描述视觉分拣工作站：软件智能化实施任务基于视觉反馈的机器人智能分拣系统开发与调试阶段概览视觉分拣工作站已经具备实施对应工件安装工艺流程的配置条件，当前需要根据工件的外观特征（形状、颜色）来判定工件的安装工位。在分拣工艺实施过程中需要根据实训指导手册进行工艺路径的规划，并进行相应的视觉检测程序和分拣程序的模块化编程，并最终对视觉分拣工作站进行系统调试。02.任务目标任务背景：完成本视觉分拣任务后，学习者将全面掌握工业机器人的核心应用能力，涵盖轨迹规划、信号配置、程序编写及系统调试四个维度。🎯目标一：轨迹规划能力能够针对给定的分拣工艺流程，独立规划工业机器人的运动轨迹，精准设定取料点、检测点和安装点，确保机器人运动路径的高效与安全。🔌目标二：信号与参数分配根据视觉分拣的工艺需求，完成工业机器人I/O信号的交互配置和内部变量的定义，为后续的程序逻辑编写打好坚实的基础。💻目标三：程序编写能力能够结合工件的形状、颜色等检测特征，编写视觉检测子程序，并完成机器人分拣主程序的编写，实现逻辑自动化控制。🔧目标四：系统调试能力能够独立运行所编写的程序，对整套视觉分拣系统进行联调，排查并解决常见的通讯及逻辑问题，确保系统持续稳定运行。💡核心总结：本任务旨在培养“规划-配置-编程-调试”的全链路工程应用能力，构建完整的工业机器人应用知识体系。任务目标与能力要求03.知识点拨分拣工艺轨迹规划从设备布局到操作规范，构建全方位的人机协作安全防线，优化分拣流程效率。01核心分拣流程步骤1.取料：机器人运动至原料盘，精准吸取目标芯片。

2.检测：夹持芯片移动至视觉检测点进行拍照识别。

3.安装：根据检测结果，将芯片精确安装到电路板指定位置。02工艺流可视化展示03机器人运动轨迹规划轨迹1：工作原点→原料盘取料点（安全高度移动）。

轨迹2：原料盘→视觉检测点（姿态保持稳定）。

轨迹3：视觉检测点→电路板安装位（精准对位降落）。04轨迹方向与路径示意各异型芯片安装位置规范01电路板A核心布局特征：●CPU模块位于电路板左上角区域，是视觉识别的基准点。●集成电路(IC)模块固定于右下角位置。●电容与三极管等被动元件集中排布在中间区域。02电路板B差异化布局说明：●CPU模块偏移至电路板右侧，需注意抓取坐标的镜像适配。●采用双集成电路设计，两个IC分别位于左侧上下位置，安装时需区分型号。ASSEMBLYGUIDE芯片安装核心要点“视觉定位是基础，位置辨识是关键。”1.确认板型：视觉系统首先识别电路板轮廓，区分A/B型号。

2.坐标校准：针对不同板型调用对应的坐标偏移参数库。

3.精准放置：确保CPU、IC等关键器件的位置误差控制在0.5mm以内。分拣体例设计方案为实现智能化精准分拣，设计两种核心逻辑，分别基于工件的形状特征与颜色特征进行差异化处理。01基于形状特征的分拣逻辑▶检测对象区分主要用于精准区分CPU组件与集成电路芯片，针对不同形态的电子元器件进行分类。▶视觉场景配置调用视觉系统预设的“场景1”进行图像采集与分析，确保轮廓识别的稳定性。▶分拣执行逻辑识别结果为OK（CPU）则装配至CPU专属工位；NG（集成电路）则移送至集成电路专属位置。02基于颜色特征的分拣逻辑▶检测对象区分针对同形状但不同颜色的CPU进行区分，主要识别蓝色CPU与白色CPU两种规格。▶视觉场景配置切换视觉系统至“场景2”，利用色彩空间模型进行颜色阈值分割，提升识别准确率。▶分拣执行逻辑OK结果（目标色CPU）安装至电路板A的指定位置；NG结果（非目标色CPU）则安装至电路板B的对应位置。03系统核心优势与应用价值▶柔性化生产适配通过切换视觉场景，快速适应不同批次、不同类型工件的分拣需求，降低产线改造成本。▶高精度与稳定性采用双维度（形状+颜色）识别校验，有效避免误检、漏检，保障装配质量的一致性。▶智能化闭环控制视觉检测结果直接驱动执行机构动作，实现了“感知-决策-执行”的自动化闭环，提升生产效率。信号及变量分配：轨迹点位与程序变量定义表1-1工业机器人分拣系统关键轨迹点位与控制变量清单名称标识数据类型功能描述▍工业机器人空间轨迹点定义HomeJointtarget工业机器人工作原点，程序初始化及回零位置。Area0401RRobtarget芯片原料料盘取料过渡点，确保安全避障。Area0410WRobtarget芯片原料料盘上第一个CPU芯片对应的精确吸取位置。Area0501RRobtarget电路板芯片安装过渡点，调整姿态准备装配。Area0510WRobtarget蓝色CPU对应的电路板A上装配位置。Area0511WRobtarget白色CPU对应的电路板B上装配位置。Area0601WRobtarget视觉检测工位点位，用于产品质量拍照检测。▍系统控制逻辑变量定义SceneNumNum(Number)存储当前视觉检测场景编号：1-形状检测模式；2-颜色检测模式。CCDResultNum(Number)存储视觉检测结果反馈信号：0-检测不合格(NG)；1-检测合格(OK)。信号及变量分配：轨迹点位与程序变量定义表1-1工业机器人分拣系统关键轨迹点位与控制变量清单名称数据类型功能描述点位示意图/注释HomeJointtarget工业机器人工作原点。Area0401RRobtarget芯片原料料盘取料过渡点。Area0410WRobtarget芯片原料料盘上靠近工业机器人侧第一个CPU芯片对应的吸取位置，该位置也可能装有集成电路。信号及变量分配：轨迹点位与程序变量定义表1-1工业机器人分拣系统关键轨迹点位与控制变量清单名称数据类型功能描述点位示意图/注释Area0501RRobtarget电路板芯片安装过渡点。Area0510WRobtarget蓝色CPU对应的电路板上装配位置。Area0511WRobtarget白色CPU对应的电路板上装配位置。信号及变量分配：轨迹点位与程序变量定义表1-1工业机器人分拣系统关键轨迹点位与控制变量清单名称数据类型功能描述点位示意图/注释Area0601WRobtarget视觉检测点位。SceneNumNum存储场景编号1：场景1——CPU工件形状检测。2：场景2——CPU工件颜色检测。其他值：分别参考表4-8和表4-10中对应场景的模板设置情况CCDResultNum存储视觉检测结果0：检测结果为NG。1：检测结果为OK。信号及变量分配（二）：工业机器人输入输出信号硬件设备端口名称功能描述视觉检测系统——GATE端口FrCDigCCDFinish视觉检测完成反馈信号。1：可输出检测数据0：无数据可输出视觉检测系统——OR端口FrCDigCCDOK视觉检测结果反馈信号1：检测结果OK0：检测结果NG小吸盘工具ToTDigSucker1小吸盘工具动作信号1：吸取物料0：放下物料视觉检测系统——STEP0端口ToCDigPhoto请求视觉系统执行拍照。视觉检测系统——DI0-DI3口ToCGroScene视觉检测系统场景编号参数。信号值为1、2时分别对应场景1、2。注意：该组信号只提供场景参数，不控制视觉检测系统执行切换动作。视觉检测系统——DI7端口ToCDigAffirm场景切换信号，值为1时切换至指定场景。注：DI为数字输入信号，DO为数字输出信号，通信建立需确保信号地址与逻辑一一对应。04.任务实施任务实施：编写视觉检测子程序程序逻辑结构示意图核心子程序CVision的工作流程，涵盖场景切换与结果交互的完整闭环。1场景编号发送机器人作为主控制器，首先向视觉系统发送预设的场景编号（如1或2），指令视觉系统切换至对应检测模式。2视觉场景切换视觉控制器接收到指令后，自动加载对应的视觉参数、相机曝光设置及模板匹配参数，完成检测环境的准备工作。3执行拍照检测视觉系统触发CCD相机进行图像采集，并运行预设的视觉算法（如轮廓匹配、OCR识别）对目标物体进行分析检测。4机器人等待响应机器人进入等待状态，通过握手信号机制，确保在视觉系统完成检测并返回结果前，不执行后续的分拣动作，保证系统时序安全。5检测结果赋值视觉系统将检测结果（如合格/不合格、尺寸数据等）写入机器人的指定变量地址，实现数据的跨系统交互与共享。6复位检测信号完成一次检测循环后，系统自动复位视觉检测的触发信号与状态标志，为下一次检测任务做好准备，保持系统的持续运行能力。程序编制步骤（一）1.建立例行程序创建带参数的例行程序CVision(numSceneNum)，为后续逻辑处理提供入口。2.发送场景编号使用SetGO指令发送场景编号信号，并添加0.5秒等待时间以确保信号稳定传输。3.置位切换信号置位场景切换确认信号，通知视觉系统进行切换，同样保留0.5秒等待时间以完成交互。代码实现示例//1.例行程序声明界面配置//2&3.信号交互指令代码程序编制步骤（二）4.触发拍照并等待置位拍照信号，并等待视觉检测完成信号FrCDigCCDFinish变为1。Code:SetToCDigPhoto;WaitTime0.2;WaitDIFrCDigCCDFinish,1;5.获取检测结果将检测结果信号FrCDigCCDOK的值赋给变量CCDResult，用于后续逻辑判断。Code:CCDResult:=FrCDigCCDOK;▍程序代码实现示例▲关键视觉交互逻辑代码片段程序编制步骤（三）：复位信号与代码整合6.复位信号(ResetSignal)在程序结束前，必须复位所有视觉相关的输出信号。这一步骤能确保信号状态回归初始，避免下一次检测时出现逻辑错误。💡关键点：所有Set的信号都必须对应Reset，形成闭环，这是保证程序健壮性的基础。PROCCVision(numSceneNum) SetGOToCGroScene,SceneNum; WaitTime0.5; SetToCDigAffirm; WaitTime0.5; SetToCDigPhoto; WaitTime0.2; WaitDIFrCDigCCDFinish,1; CCDResult:=FrCDigCCDOK; ResetToCDigPhoto; ResetToCDigAffirm; SetGOToCGroScene,0;ENDPROC完整程序代码(CVision子程序)任务实施：编写分拣程序分拣工艺及程序架构视觉检测结果在分拣流程工艺中起决策的角色。工业机器人末端已安装吸盘工具，可以进行芯片工件的吸取和安装。流程一：形状分拣流程中具体示教位置任务实施：编写分拣程序分拣工艺及程序架构视觉检测结果在分拣流程工艺中起决策的角色。工业机器人末端已安装吸盘工具，可以进行芯片工件的吸取和安装。流程二：颜色分拣流程中具体示教位置形状分拣程序编制步骤基于视觉检测的机器人分拣任务程序设计与实现步骤详解序号操作步骤示意图1新建以工件形状为依据的分拣程序。2添加回机器人工作原点程序。3添加运动指令，经过芯片料盘取料过渡点和取料点，先复位然后再置位吸盘取料信号“ToTDigSucker1”吸取物料后返回至过渡点，完成取料过程程序的编写。形状分拣程序编制步骤基于视觉检测的机器人分拣任务程序设计与实现步骤详解序号操作步骤示意图4工业机器人先运动至检测点位，然后利用程序调用指令“ProcCall”调用视觉检测程序“CVision1”，检测完毕后运动至电路板安装过渡点等待。注意：由于要进行CPU芯片形状检测，因此视觉检测程序的参数值为1；同理，若要进行CPU芯片颜色检测，此时参数值应选择为2。5当视觉回传的结果1时，即检测结果为OK时，则机器人携工件运动至CPU安装点；否则机器人运行至集成电路安装点。6延时一段时间，然后复位吸盘工具信号，此时工业机器人松开末端的工件，完成安装步骤，最后机器人返回值工作原点，分拣流程结束。形状分拣程序编制步骤基于视觉检测的机器人分拣任务程序设计与实现步骤详解整理视觉形状检测程序：PROCPSortShape()MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,z50,tool0;MoveJArea0401R,v400,z50,tool0;ReSetToTDigSucker1;MoveLOffs(Area0410W,0,0,90),v200,fine,tool0;MoveLOffs(Area0410W,0,0,20),v100,fine,tool0;MoveLArea0410W,v100,fine,tool0;WaitTime1;SetToTDigSucker1;WaitTime1;MoveLArea0401R,v100,fine,tool0;MoveLArea0601W,v100,fine,tool0;CVision1;MoveJArea0501R,v400,z50,tool0;IFCCDResult=1THENMoveLOffs(Area0511W,0,0,10),v100,fine,tool0;MoveLArea0511W,v100,fine,tool0;ELSEMoveLOffs(Area0512W,0,0,10),v100,fine,tool0;MoveLArea0512W,v100,fine,tool0;ENDIFWaitTime0.5;ResetToTDigSucker1;WaitTime0.5;MoveLArea0501R,v100,fine,tool0;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,z50,tool0;ENDPROC形状分拣程序编制步骤基于视觉检测的机器人分拣任务程序设计与实现步骤详解整理视觉颜色检测程序：PROCPSortColour()MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,z50,tool0;MoveJArea0401R,v400,z50,tool0;MoveLOffs(Area0410W,0,0,90),v200,fine,tool0;MoveLOffs(Area0410W,0,0,20),v100,fine,tool0;MoveLArea0410W,v20,fine,tool0;WaitTime1;SetToTDigSucker1;WaitTime1;MoveLArea0401R,v100,z50,tool0;MoveLArea0601W,v100,fine,tool0;CVision2;MoveJArea0501R,v400,z50,tool0;IFCCDResult=1THENMoveLOffs(Area0510W,0,0,10),v100,fine,tool0;MoveLArea0510W,v100,fine,tool0;ELSEMoveLOffs(Area0511W,0,0,10),v100,fine,tool0;MoveLArea0511W,v100,fine,tool0;ENDIFWaitTime1;ResetToTDigSucker1;WaitTime1;MoveLArea0501R,v100,fine,tool0;MoveAbsJHome\NoEOffs,v1000,z50,tool0;ENDPROC任务实施：调试视觉分拣程序⚠️安全提示：调试期间，操作人员应始终处于安全栅栏外侧，仅在必要时并确认急停按钮位置后方可进入。视觉检测程序调试步骤视觉检测程序的调试步骤见表4-16，先在视觉检测系统端置位、复位输入输出信号，然后监测工业机器人端相关信号的状态，验证视觉检测系统与工业机器人的通信状态；确认工业机器人末端已安装吸盘工具后，再调试视觉检测程序，验证程序功能能否实现。视觉检测程序调试步骤序号操作步骤示意图

1

进入示教器“输入输出”界面，在视图中选择“数字输入”。

2

单击视觉软件界面上的“工具”选择“系统设置”。

3

在“系统设置”主菜单单击“通信-并行”，进入并行通信设置界面，然后单击“通信确认”进入输入输出信号手动测试界面。视觉检测程序调试步骤

4

手动强制置位再复位“OR”信号，查看示教器上的FrCDigCCDOK信号是否变为1，然后又变为0。

5

手动强制置位再复位“GATE”信号，查看示教器上的FrCDigCCDFinish信号是否变为1，然后又变为0。视觉检测程序调试步骤6手动操纵工业机器人吸取CPU芯片并移动到视觉检测位置Area0601W。

7

新建一个例行程序Routine1，在程序中调用初始化程序和机器人与视觉检测通信程序Cvision1。视觉检测程序调试步骤

8手动运行该例行程序查看视觉检测屏幕上的场景是否切换为场景1，检测结果是否为“OK”（合格）。如右图所示检测工件形状为正方形，显示“OK”。

9参照上述方法，运行调用程序“Cvision2”，查看视觉检测屏幕上的场景是否切换为场景2，并查看检测结果。如右图所示，由于其颜色白色，与模板蓝色不符，因此显示为“NG”。工业机器人分拣程序调试步骤01.手动模式调试(ManualMode)1.将控制柜模式开关切换至手动模式，确保安全防护门关闭。2.使用“单步执行”或“前进一步”按钮，逐行运行程序。重点观察机器人的运动轨迹是否与预期一致，有无碰撞风险。02.自动模式运行(AutomaticMode)序号操作1将控制柜模式开关转到手动模式。2进入程序编辑界面，将程序指针移至分拣程序（PSortShape或PSortColour）。3按下使能按钮并保持在中间挡，按压程序调试按钮“前进一步”