工业机器人应用教程（FANUC）中级项目二工业机器人视觉分拣应用编程

项目二、工业机器人视觉分拣应用编程引领教育新理念创造教育新环境任务一、输送带视觉分拣工作站的准备任务一、输送带视觉分拣工作站的准备引领教育新理念创造教育新环境一、输送带视觉分拣工作站组成输送带视觉分拣流水线训练工作站包含：6轴工业机器人、井式供料模块、圆心物料夹具、视觉模块、输送带模块模块、仓储模块组成。其中这些模块可快速拆卸组合和更换其他模块代替亦能达到装配训练的目的，根据训练任务的不同可单独使用，也可自由组合使用。本次选用的为井式供料模块（圆形黑白物料）和输送进行物料运输，然后由视觉检测进行分类入库的集成应用。将如下图的模块在桌面上合适位置安装好，将圆形手爪放置夹具库1，将各模块的型号线缆连接对接好，视觉的配置和输送的配置见前面章节，这里默认改配置全部完成，只进行机器人的程序编程。检测黑白物料，白色输出信号，放置与库位上层，黑色信号不输出放置在库位下层。工作站物料如图所示。工作站物料引领教育新理念创造教育新环境二、输送带视觉分拣工作站桌面布局布局例图如图所示，也可以更具自己的想法进行不同的桌面布局，模块不变，其编程原理不变。按图所示布局进行机器人的例行程序编写。引领教育新理念创造教育新环境【平台准备】YL-18工作台FANUC工业机器人快换模块输送模块井式供料模块视觉检测模块立体库模块手爪工具引领教育新理念创造教育新环境项目二、工业机器人视觉分拣应用编程引领教育新理念创造教育新环境任务二、视觉模块的设置任务二、视觉模块的设置引领教育新理念创造教育新环境一、视觉检测模块的准备将视觉模块从设备的抽屉中拿出，模块如图所示，将视觉控制器安装在桌面的合适位置，再将显示器和视觉控制器插入插排上，将信号线使用配备的对接插头一头连接至模块上的绿色端子排，另一头连接至桌面的绿色端子排（桌面上有对应的标签，分别插入视觉模块和称重模块）。引领教育新理念创造教育新环境二、视觉工作站的外部设置1.视觉模块涉及的外部控制和反馈输入输出信号点位设置。视觉模块涉及的外部控制和反馈输入输出信号点位设置如表所示。引领教育新理念创造教育新环境序号信号（Signal）信号功能1DI[186]检测反馈信号12DI[187]检测反馈信号23DI[244]检测反馈信号34DI[245]检测反馈信号42.视觉模块的使用方法使用模块上已有的显示屏通过外接一个鼠标进行对视觉的控制和编程。将准备好的鼠标插入视觉控制器的USB接口上，按下触摸屏的开机键打开触摸屏，模式选择为PC如图所示，会显示出控制器画面，直接使用鼠标便可以对视觉的光源和和相机进行控制，打开编程软件VisionMaster便可以进行逻辑编程（注意控制器需要插入加密狗才可使用，请保管好该加密狗！），如图为视觉模块加密狗实物图。视觉模块设置电脑模式选择视觉软件加密狗实物图引领教育新理念创造教育新环境将准备好的电脑和视觉的控制器进行网线连接，在电脑上使用远程桌面连接功能，远程连接该控制器画面，连接时计算机名称输入VisionBox，需要注意的是，大小写不可输入错误，用户名输入：administrator密码输入为：Operation666，即可进行连接。此时便可以直接使用电脑进行该视觉的控制。如图所示。引领教育新理念创造教育新环境（1）视觉模块的光源调试。打开控制器的C盘，搜索“ViSionController”将该应用程序发送至桌面快捷方式，以便于下次直接打开使用，然后将该应用程序打开如图7-7所示界面，串口号选择COM2，然后点击“打开串口”按钮，下方的光源控制区便会高亮显示，此时便可以对光源进行模式选择和亮度调节，具体调节的亮度根据实际情况进行选择点击“应用”按钮即可。引领教育新理念创造教育新环境（2）视觉模块的相机参数调节。将相机的USB插口，连接至控制器上，拿掉相机的镜头盖子，（注意需要将镜头盖子保存好，以防丢失）然后打开桌面的MVS软件，在本软件中点击连接按钮，连接上相机，如图2-8所示，对相机的参数进行设置。当成功连接该相机时，点击画面上的采集按钮，可以对实时画面的捕捉，在右侧的常用属性中，可以设置相机的帧率，设置适当的值，可使得采集的画面更顺畅。画面处理按钮如图所示。引领教育新理念创造教育新环境图中所示从左至右按钮含义如表所示.序号图标按钮含义1开始采集：点击按钮，相机会实时采集外部图像，再次点击关闭该功能2停止预览：点击该按钮会立即停止图像输出，画面变成黑色。3抓拍图像：点击按钮可以抓拍当前镜头下的图像，并可以进行保存。4录像：点击该按钮，可以进行实时画面的录像功能，并可以进行文件保存。5显示十字辅助线：点击该按钮可以显示出中心辅助线，便于物料找准画面中心，再次点击取消显示。引领教育新理念创造教育新环境在常用属性中，可以对相机的参数进行设置，如图所示。基本属性：在基本属性中，主要可以调节相机的曝光率、帧数、增益、伽马使能，如图所示。当画面很暗时，除了可以调整光源的强度，也可以使用增大曝光率来调整画面的亮度，当处于很黑暗的环境中可以打开伽马使能功能，这样便可以清晰的看到相机下的图像。引领教育新理念创造教育新环境水印信息：在水印信息中，选择下图中的功能，在捕捉图像时，便可以在图像上显示出该水印的信息。如图所示。触发方式的选择：相机使用时，需要设置该相机的触发方式，在触发时分别有，采集触发和外部I/O触发二种方式。如图所示，当触发模式处于OFF时，模式为软件手动触发，当触发模式为ON，触发源为LINE0时，为外部信号触发，此时手动软件无法触发，如需触发就将触发模式更改为OFF。引领教育新理念创造教育新环境【任务实施】1.视觉模块的具体配置步骤在控制器上插上U盘（加密狗）后打开桌面上VisionMaster的软件，该软件也可以安装在电脑上，需要使用可以将加密狗插在我们的电脑上是一样可以使用的，相机的软件也可以安装在任意电脑上就可以使用，相机也可以直接USB插口，连接至电脑即可。配置好相机参数后，保存数据并断开相机连接，回到VisionMaster软件中进行项目的创建。具体操作步骤：1.打开“VisionMaster

3.2.0”软件。2.选择“通用方案”。引领教育新理念创造教育新环境3.添加“相机图像”，此处以本地图像代替，效果相同，实际项目中请选择“相机图像”。5.为“快速特征匹配”创建模板，并进行其参数设置。4.添加“快速特征匹配”，并与“本地图像”模块相连。引领教育新理念创造教育新环境添加“发送数据”并与“快速特征匹配”模块相连，暂时不设置“发送数据”模块参数。点击任务栏上方“通讯管理”引领教育新理念创造教育新环境在“设备列表”中点击“+”，增加通讯协议添加一个“TCP客户端”协议，并按照图中进行设置，其中“协议类型：TCP客户端”；“设备名称：TCP_0”；“目标端口：502”；“目标IP:192.168.8.1”；最后点击“创建”。“将控制器IPV4的网段设置为192.168.8.8”。引领教育新理念创造教育新环境接着点击“设备列表”的“+”。添加一个“Modbus”协议，并按照图中进行设置，其中“协议类型：Modbus”；“设备名称：

Modbus_0”；“通讯设备：TCP_0”；“超时时间：默认50”；最后点击“创建”。引领教育新理念创造教育新环境右键点击“Modbus_0”设备，选择“添加地址”。添加一个“Modbus协议地址”，并按照图中进行设置，其中“设备名称：write_0”；“功能码：0x10:写入多个寄存器”；“主从模式:主机”；“协议选择：RTU”“设备地址：2”“寄存器地址：0”“寄存器个数：4”最后点击“创建”并关闭“通信管理”界面。引领教育新理念创造教育新环境14.双击进入“发送数据”模块内，设置“发送数据”模块参数。15、“输出至：通信设备”“通信设备：Modbus1”“功能码：0x10:写多个寄存器”。备注：下方四组数据从上到下依次对应发送出的数据给PLC，此处均以匹配状态为例，实际应用中请根据实际要求进行修改。引领教育新理念创造教育新环境此时保证PLC为运行状态，PLC程序调用正确，按照顺序将“TCP_0”和“Modbus_0”依次打开，打开后关闭“通信管理”窗口。点击上方任务栏的“连续执行”按钮来运行项目，右下角界面中会显示发送数据的状态值。17.引领教育新理念创造教育新环境项目二、工业机器人视觉分拣应用编程引领教育新理念创造教育新环境任务三、输送带模块的配置任务三、输送带模块的配置引领教育新理念创造教育新环境一、输送带模块准备输送机上安装光电传感器与阻挡装置，用以检测与阻挡工件到位。调速电机驱动皮带，运输多种不同的零件（圆形/矩形），传送带有启停和调速功能。模块适配标准电气接口套件和轨迹跟随套件，工业机器人通过数字量和模拟量对传送带进行启停和调速控制，配合轨迹跟随套件完成对样件的跟随抓取。使用时，将该模块安装在桌面合适位置，配合圆形供料站或者矩形供料进行配合使用，将驱动器的电源插在摄像头旁边的重载插头上，将绿色端子排连接至设备的另一端。通过面板式调速器设置好电机的参数即可，如图2-14所示为输送带的实物图。引领教育新理念创造教育新环境1.输送带模块输入输出信号设置输送带模块的输入输出信号的设置如表所示。引领教育新理念创造教育新环境信号（signal）信号功能DO[209]推料气缸控制：0气缸回原位，1气缸推出DO[210]顶料气缸控制：0气缸回原位，1气缸推出DO[211]传送带启动：0传送带停止，1传送带启动DI[209]推料气缸状态：0气缸不在原位，1气缸在原位DI[210]顶料气缸状态：0气缸不在原位，1气缸在原位DI[211]输送带运行状态：0停止状态，1运行状态DI[212]传送带前段物料检测：0未到位，1到位DI[213]传送带末段物料检测：0未到位，2到位DI[214]料仓物料有无：0无，1有2.输送带模块的具体配置步骤：SF系列面板式调速器接线图如图所示。操作面板按钮控制电机运转。①无需安装K1、K2开关。②菜单设置：运转控制方式F-03选择“1”或“4”操作面板按钮控制。外接开关K1、K2控制电机运转①必须安装K1、K2开关。②菜单设置：运转控制方式F-Q3选择“2”或者“3”外接开关控制。YF调速电机的功率必须与调速器适用电机功率一致。须注意核对调速器型号标签功率是否与电机功率一致。引领教育新理念创造教育新环境4）电源电压必须与调速器电源电压一致。QF为断路器，在发生短路时保护调速器和调速电机，QF断路器电流规格如表所示。序号电源电压电机功率QF电流规格1220V6-90W1A2220V120-200W2A3110V6-90W3A4110V120-200W4A（2）SF系列面板式调速器菜单修改.为保证安全，F-05、F-29参数修改必须在电机停止状态下进行，否则无法设置，屏幕显示为Err。具体菜单设置步骤如图所示。引领教育新理念创造教育新环境（3）SF系列面板式调速器参数设置。根据表中参数所示意义，进行相关设置。引领教育新理念创造教育新环境参数码参数功能设定范围功能说明出厂设定值F-01显示内容电机转速设定值倍率转速设定值倍率转速设定值=电机转速设定值/倍率1F-02倍率设定1.0-999.9根据显示直观性需要设定，显示目标值1.0F-03运转控制方式操作面板按钮控制、无记忆外接开关控制、面板STOP键无效外接开关控制、面板STOP键有效操作面板按钮控制、有记忆选择“1”由面板按钮控制电机，关闭调速器电源后再次打开电源，

调速器不记忆关电前的运转状态，重新上电电机为停止状态选择“4”调速器记忆关电前的运转状态，重新上电后电机为上次关电前的状

态，例如：观点前电机正转，再次上电电机立即正转，选择此功能，请注意安全！选择外接开关控制时，由FWD、REV外接开关K1、K2控制电机。1F-04旋转方式允许正反转允许正转，禁止反转允许反转，禁止正转限制电机旋转方向，防止设备故障或事故1F-05旋转方向不取反取反无需改变电机接线，轻而易举改变电机转向，使之与习惯或要求一致1F-06速度调整方式面板▲▼按钮面板旋钮按▲▼按钮在最低至最高转速范围内，调整电机转速面板旋钮自动匹配0~最高转速1F-07最高转速500-3000限制电机最高转速，可防止超速，发生损坏或事故。50Hz电源最高转速1400,60Hz电源最高转速1600。若最高转速超过以上值，电机将发热、震动。1400F-20引领教育新理念创造教育新环境程序版本F-08最低转速90-1000限制电机最低转速，可防止电机由于运行于低速导致速度不稳定，过热，过载90F-09正转启动加速时间0.1-10.0s时间长，电机启动平缓，启动时间长；时间段，电机启动快猛，启动时间短1.0F-10正转停止方式自由减速停止缓慢减速停止当选择自由减速停止时，若电机停止较快，可选择缓慢减速停止，改变F-11设定值，可改变缓慢减速停止的快慢1F-11正转停止时缓慢减速时间0.1-10.0sF-10选择2时，菜单有效1.0F-12反转启动加速时间0.1-10.0s时间长，电机启动平缓，启动时间长；时间段，电机启动快猛，启动时间短1.0F-13反转停止方式自由减速停止缓慢减速停止当选择自由减速停止时，若电机停止较快，可选择缓慢减速停止，改变F-14设定值，可改变缓慢减速停止的快慢1F-14反转停止时缓慢减速时间0.1-10.0sF-13选择2时，菜单有效1.0F-29回复出厂设定不恢复恢复出厂设定1代码+版本01.**项目二、工业机器人视觉分拣应用编程引领教育新理念创造教育新环境任务四、输送带视觉分拣工作站的编程应用任务四、输送带视觉分拣工作站的编程应用引领教育新理念创造教育新环境涉及的相关编程指令介绍如下。1.L线性运动L用于将工具中心点沿直线移动至给定目的。当TCP保持固定时，则该指令亦可用于调整工具方位。2.J关节运动当该运动无须位于直线中时，J用于将机械臂迅速地从一点移动至另一点。机械臂和外轴沿非线性路径运动至目的位置。所有轴均同时达到目的位置。引领教育新理念创造教育新环境3.C圆弧运动C用于圆弧运动方式，需要示教2个点位，圆弧上中间点以及末端点。机器人I/O指令RO[1]=ON/OFF:用于置位和复位机器人专用I/O信号。数字I/O指令数字输入（DI）和数字输出（DO），是用户可以控制的输入/输出信号。（1）R[i]=DI[i]；将数字输入的状态（ON=1、OFF=0）存储到寄存器中。R［1］=DI［1］；将数字输入DI1的状态存储在R1寄存器中。（2）DO[i]=ON／OFF；接通或断开所指定的数字输出信号。DO[115]=ON：用于置位数字输出DO115信号。程序调用指令CALL

（程序名）：机器人程序调用指令。等待指令WAIT:等待指令，可等待时间如WAIT

1

sec，也可等待信号，如WAIT

DI[1]。引领教育新理念创造教育新环境8.条件比较指令若条件满足，则转移到所指定的跳跃指令或子程序调用指令；若条件不满足，则执行下一条指令。IF

R[1]<3,JMP

LBL[1]如果满足R[1]的值小于3的条件,则跳转到标签1处。引领教育新理念创造教育新环境9.跳跃指令转移到所指定的标签。JMP

LBL［i］//［i］标签号码（1～32767）LBL［i］【任务实施】1.工作站输入输出信号配置输送带视觉检测工作站中输入输出信号的配置如表所示。序号信号（signal）信号功能1DO[209]推料气缸控制2DO[210]顶料气缸控制3DO[211]输送带启停控制4DI[209]推料气缸后限位5DI[210]顶料气缸后限位6DI[211]输送带运行状态7DI[212]输送带前段检测8DI[213]输送带后端检测9DI[214]料仓物料检测10DI[242]视觉信号反馈（白色输出、黑色不输出）11RO[1]机器人快换夹具信号12RO[3]机器人手爪夹具信号引领教育新理念创造教育新环境2.工作站程序编制工作站的具体程序分为主程序与6个子程序，见表。主程序RSR0001程序名称引领教育新理念创造教育新环境CALL

INITIALIZE；调用初始化子程序CALL

PICKTOOL1；调用抓1号夹具子程序CALL

PICKWLJJ；调用抓黑白物料检测入库子程序CALL

PLACETOOL1；调用放11号夹具子程序[14]J

PR[19]100%FINE；机器人回到HOME点[15]End程序执行完毕子程序1：INITIALIZE程序初始化程序子程序2：PICKTOOL1抓取1号夹具程序R[1]=0；清除RR[1]的值R[2]=0；清除RR[2]的值DO[209:OFF]=OFF；复位推料DO[210:OFF]=OFF；复位顶料气缸DO[211:OFF]=OFF；复位输送带开启信号DO[242:OFF]=OFF；复位拍照信号RO[1:OFF]=OFF；复位快换夹具信号RO[3:OFF]=OFF；复位手爪夹具信号J

PR[19]20%CNT100；机器人回到HOME点End程序执行完毕J

P[1]20%CNT100；安全点位J

P[2]100%CNT100；中间点位L

P[3]50mm/sec

FINE；抓取点位RO[1:OFF]=ON；吸取一号夹具WAIT

1.00(sec)；等待1SL

P[4]50mm/sec

FINE；抬起1号夹具L

P[5]100mm/sec

FINE；移出1号夹具库L

P[6]100mm/sec

FINE；抬起至安全位置L

PR[19]100mm/sec

FINE；机器人回到HOME点End程序结束引领教育新理念创造教育新环境子程序3：PICKWLJJ抓取电机外壳进行装配程序FOR

R[1]=0

TO

5；循环6次WAIT

DI[214:OFF]=ON；等待料仓物料到位DO[210:OFF]=ON；顶料气缸顶料WAIT

0.50(sec)；等到0.5SDO[209:OFF]=ON；推料气缸推出物料WAIT

DI[212:OFF]=ON；等待物料推出到位DO[211:OFF]=ON；输送带进行物料运输DO[209:OFF]=OFF；推料气缸缩回WAIT

DI[209:OFF]=ON；等待推料气缸缩回到位DO[210:OFF]=OFF；顶料气缸缩回WAIT

DI[213:OFF]=ON；等待物料运输到位J

P[1]20%CNT100；安全位置L

P[2]50mm/sec

FINE；抓取位置RO[3:OFF]=ON；夹取1号物料WAIT

1.00(sec)；等待1S夹紧L

P[1]100mm/sec

FINE；提取至安全位置L

P[3]100mm/sec

FINE；中间位置L

P[4]100mm/sec

FINE；安全位置LP[5]100mm/sec

FINE；放置位置WAIT

1.00(sec)；等到1SRO[3:OFF]=OFF；放置

1号物料WAIT

1.00(sec)；等到1SL

P[4]100mm/sec

FINE；移动至安全位置DO[242:OFF]=ON；视觉开始拍照WAIT

2.00(sec)；等待拍照完成DO[242:OFF]=OFF；复位视觉拍照信号J

P[6]20%CNT100；安全位置L

P[5]50mm/sec

FINE；抓取位置RO[3:OFF]=ON；夹取1号物料WAIT

1.00(sec)；等待

1S夹紧L

P[1]100mm/sec

FINE；提取至安全位置LP[3]100mm/sec

FINE；中间位置引领教育新理念创造教育新环境[33]IF

DI[242:OFF]=ON,THEN判断信号有无输出，无输出黑色物料，有输出白色物料CALL

BSWL调用白色物料程序ELASE条件不满足时CALL

HSWL调用黑色物料程序ENDIF判断结束EndFOR循环结束End程序运行结束子程序4：BSWL白色物料入库程序IF

R[2]=0,JMP

LBL[1]；判断第几次物料入库，等于0入第一个库IF

R[2]=1,JMP

LBL[2]；等于1入第二个库位IF

R[2]=2,JMP

LBL[3]；等于2入第三个库位LBL[1]；第一次入上层第一个库位L

P[1]100mm/sec

FINE；安全位置L

P[2]100mm/sec

FINE；中间位置L

P[3]100mm/sec

FINE；放置位置RO[3]=OFF；放置物料WAIT

1.00(sec)；等待物料放置到位L

P[4]100mm/sec

FINE；退出库位L

P[5]100mm/sec

FINE；回到安全位置JMP

LBL[4]；跳转至标签4LBL[2]；第二次入上层第二个库位L

P[6]

100mm/sec

FINE

；L

P[7]

100mm/sec

FINE

；L

P[8]

100mm/sec

FINE

；RO[3]=OFF

；WAIT

1.00(sec)

；L

P[9]

100mm/sec

FINE

；L

P[10]

100mm/sec

FINE

；JMP

LBL[4]

；LBL[3]；第三次次入上层第三个库位L

P[11]

100mm/sec

FINE

；L

P[12]

100mm/sec

FINE

；L

P[13]

100mm/sec

FINE

；RO[3]=OFF

；WAIT

1.00(sec)

；L

P[14]

100mm/sec

FINE

；L

P[15]

100mm/sec

FINE

；JMP

LBL[4]；跳转至标签

4LB