《工业机器人操作编程与运行维护》课件-项目4视觉分拣系统集成

视觉单元的电气连接德厚技高务实创新目录CONTENTS视觉单元的接线控制原理视觉单元的电气接线12视觉单元的接线控制原理视觉单元内部光源控制器与视觉控制器在控制架构上相对独立，视觉控制器与工业机器人之间采用并行通信，而光源控制器由PLC通过IO直接控制其启动。硬件接线时只需将视觉单元光源控制器及显示屏的电源插头插入工作站电源插座，即可保证光源控制器和显示屏正常启动。视觉单元的电气接线1.视觉检测单元控制器需与工业机器人控制器之间使用并行信号线连接。并行信号线一端连接视觉控制器PARALLEL端口，另一端通过接线端子接到工业机器人IO板上，如下图所示。并行通信线缆视觉控制器接线端子工业机器人IO板视觉单元的电气接线2.使用电缆线连接视觉检测单元控制器与显示屏，并将CCD连接到视觉控制器上，如下图所示。显示屏另一端连接到显示屏另一端连接到CCD视觉控制器另一端连接到视觉控制器CCD视觉单元的电气接线3.中间继电器接线端的一端与PLC连接，另一端与光源控制器连接，将光源控制器的电源线以及与KA中间继电器连接的线缆插头插到对应的插口上。光源控制器电源线与KA中间继电器连接光源控制器与光源控制器相连中间继电器视觉单元的电气接线4.将显示屏和光源控制器的电源插头插到插座上。光源控制器显示屏视觉分拣系统的布局优化德厚技高务实创新目录CONTENTS布局优化需要考虑的因素多工位布局无干涉12单工位工作点位可达自动化节拍紧凑34布局优化需要考虑的因素各工艺的实施都是按照预先设计好的工艺流程进行下去的，视觉分拣工艺也不例外。如下图所示为视觉分拣的大致流程。评价视觉分拣系统的布局主要考虑以下三方面的因素：多工位布局无干涉，单工位的工作点位可达，自动化节拍紧凑。只有综合考虑了这些因素，才会有相对较为合理的系统布局。取料视觉检测物料安装多工位布局无干涉进行布局时需注意，单元之间静态或动态时应无干涉，避免单元之间的碰撞危险。如下图所示，此种布局原为缩短检测点位至安装工位的距离，但是如此一来，在工业机器人放置物料时，会与视觉检测系统的光源发生干涉，引发碰撞故障，故此种布局是不合理的。单工位工作点位可达如下图所示红色虚线为工业机器人的工作范围边界。视觉分拣系统的检测点位已经超出工业机器人的可达范围，将会造成轴超限等故障。因此要保持视觉分拣系统中各工作点位均在工业机器人可达范围之内。自动化节拍紧凑自动化过程可以从运行速度、工艺流程优化、运动路径等角度来优化，从而使得节拍更加紧凑，有效提高自动化执行效率。我们以运动路径为例来进行说明，如布局一所示，工业机器人抓取物料后，先进行视觉检测，然后再将物料放置在安装单元，其运动路径与布局二所示相比路径较长，重复路径也较多。因此相比之下我们选择布局二所示的布局则有利于提高自动化执行节奏。布局一布局二视觉分拣系统的组成德厚技高务实创新目录CONTENTS工业机器人异型芯片原料料盘12视觉检测系统安装检测工装单元34工业机器人视觉分拣系统主要由四部分组成，分别为工业机器人、异型芯片原料料盘、视觉检测系统和安装检测工装单元。工业机器人末端默认装有吸盘工具，用来完成异型芯片原料料盘中物料的取放和转移，下图所示为工业机器人拾取芯片后正在进行视觉检测。吸盘工具异型芯片原料料盘异型芯片原料料盘主要包括电路板盖板和芯片区，芯片区提供形状和颜色各异的芯片，芯片将被安装至安装检测工装单元的PCB电路板中，从而模拟电路主板的安装过程。芯片包括CPU（正方形—蓝色、白色）、集成电路芯片（矩形—红色、灰色）、电容（圆形—蓝色、黄色）、三极管（半圆形—黄色、红色）。电路板盖板视觉检测系统视觉检测系统目前主要分为两种，即智能视觉和PC式机器视觉。本工作台的检测单元搭建的便是PC式机器视觉系统。如下图所示，PC式机器视觉系统是一种基于计算机（一般为工业PC）的视觉系统，一般由光源、光学镜头、CCD或CMOS相机、图像采集卡、传感器、图像处理软件、控制单元以及一台PC机（视觉控制器）构成。光源控制器工业PC视觉控制器光源光学镜头CCD图像处理软件视觉检测系统序号组件功能1光源

辅助成像器件，对成像质量的好坏起关键作用。2光学镜头成像器件，通常的视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成。如果有多路相机，可能由图像卡切换来获取图像数据，也可通过同步控制来同时获取多相机通道的数据。3相机4图像采集卡通常以插入板卡的形式安装在PC中，其主要功能是把相机输出的图像输送给电脑主机。它将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流，同时它可以控制相机的一些参数，比如触发信号，曝光/积分时间，快门速度等。PC式视觉系统各组件功能视觉检测系统序号组件功能5传感器通常以光纤开关、接近开关等的形式出现，用以判断被测对象的位置和状态，告知图像传感器进行正确的采集。6图像处理软件图像处理软件用来完成对输入的图像数据的处理，然后通过一定的运算得出结果，这个输出的结果可能是PASS/FAIL信号、坐标位置、字符串等。7控制单元包含I/O、运动控制、电平转化单元等。图像处理软件完成图像分析（除非仅用于监控）后，需要和外部单元进行通信以辅助完成对生产过程的控制。8PC电脑是一个PC式视觉系统的核心，在这里完成图像数据的处理和绝大部分的控制逻辑。安装检测工装单元安装检测工装单元中有两种类型PCB电路板，工业机器人将根据视觉检测结果将异型芯片安装至电路板的对应位置。

电路板A电路板B康耐视设置手册德厚技高务实创新硬件清单（Hardwarelist）

DM3021根lightcable24VPower

EthernetStandcable

PowercableHPIA光源硬件清单（Hardwarelist）

支架Stand工业交换机10.3mm16mm镜头25mm镜头CD安装相机（Settingcamera）安装相机（Settingcamera）安装相机（Settingcamera）安装相机（Settingcamera）安装相机（Settingcamera）扫描器绿色安装相机（Settingcamera）软件安装（SoftwareInstallation）

请把Cognex文件夹放置在桌面，打开Cognex文件夹可以发现有以下文件。PleaseputtheCognexfolderinyourcomputerdesk,youcanfindthefilesandfoldersinCognexfolderasbelowpicture.双击DataManSetuptool5.2.0安装包执行安装程序，单击“Next”.Run“DataMan_v5.2.0.exe”file，click“Next”.单击“Next”Click“Next”软件安装（SoftwareInstallation）单击“Next”选择“Iaccepttermsofthelicenseagreement”，单击“Next”。软件安装（SoftwareInstallation）Click“Next”Choose“Iaccepttermsofthelicenseagreement”then“Next.单击“Next”Click“Next”软件安装（SoftwareInstallation）单击“Next”Click“Next”单击“Next”Click“Next”软件安装（SoftwareInstallation）单击“Finish”Click“Finish”设定电脑IP（SettingcomputerIPaddress）在【控制面板】点击【查看网络状况和任务】Clickthenetworkstatusandtaskincontrolpanel设定电脑IP（SettingcomputerIPaddress）点击【本地连接】Clicklocalnetwork设定电脑IP（SettingcomputerIPaddress）

点击属性后—双击Internet协议版本4—使用下面IP地址192.168.0.1子网掩码255.255.255.0，点击确定。ClickProperties,thendoubleclick[internetprotocolV4(TCP/IP)],thenfilltheIPas192.168.0.1,andsubnetmaskas255.255.255.0,clickok.IP地址可自己定义，也可自动获取。连接（ConnectDM-V3toPC）单击“刷新”。Click“Refresh”thentheDM-302willappears.2.双击设备图标或者点击连接。Double-clickDM-302orclickconnectbutton.连接成功（ConnectedSuccessfully）连接成功后如上图。Youcanseeinfolikeabovepictureifconnectedsuccessfully.选择正确的配置文档（Choosecorrectconfigurationfile）1.单击屏幕左上”File”。Click“file”2.点击”OpenConfiguration..”。Click”OpenConfiguration”.3.找到你要验证模块的XXX.cfg文件(\Desktop\Cognex\CFG目录中)，然后打开它。例如:RearcameraCCS100.cfg。图像清晰度调节（Imagetuning）1.点击“ResultDisplay”点”LiveDisplay”观察看实时图像。Click”ResultDisplay”,choose“LiveDisplay”.2.通过镜头焦距调节，获得近似右下图标准清晰度。Tunethefocusonlenstogetthesimilarresolutionimageasright.参数设置打开实时显示一般调试时候建议调整“全部”这样可以看到真实图像的效果加号点开更改显示比例参数设置单一触发模式一次外部触发→一次采集和解码；触发延迟：从触发的上升沿到采集开始的时间，软件控制，时间为1-1000毫秒；“触发过载”当前采集完成之前又来一个触发。演示(Presentation)模式连续扫描，每次都解码。演示模式的触发是读码器内部固定的时间间隔；在演示模式有多项参数可以设置，例如需要读取同一个代码多次，扫描下一个代码等待多长时间。手动默认模式；当按住读码器的触发按钮时系统解码；读码器会连续采集图象直到发现代码并被读取，或者松开按钮。突发(Burst)模式代码在零件运动方向上的位置不确定，例如:电子文件处理快速消费品/包装一个触发输入最多可以获取24张图片采集图片的间隔时间固定这种触发模式可以使用代码训练功能系统在所采集的图片上搜索代码每触发一次只报告一个结果自触发模式在线检测，自触发模式和演示模式相似指定间隔时间采集图象可以使用代码训练可以选择重新扫描延迟，或者不读取同样的代码自触发模式和演示触发方式一样，读码器连续扫描代码每次探测到有代码就会解码采集基于间隔设置在速度恒定的情况下可以使用这种触发方式，而无需外部触发每张图片都会尝试解码设置焦点(续)随附的焦点目标(120x120毫米)适合典型的工作距离。如果所使用的工作距离无法使目标完全盖住图像，确保目标之外见不到任何高对比特性(参看上一点)。要使用焦点反馈，请执行下列步骤:1.将读码器连接至设置工具。2.在结果显示面板上，检查焦点反馈选项并启用实时显示。3.焦点反馈栏以红色(焦点模糊)到黄色，再到绿色(焦点清晰)显示。放置读码器在某种程度上应使焦点栏变成绿色。为了获得更佳的方位，最大的焦点峰值被锁定。焦点栏是绿色时，表示镜头已对焦，可以对图像解码。如何启用多代码结果？使用多代码选项卡，启用读码器对单个图像和多个图像中的多个符号解码。多代码选项卡仅能启用单击（外部）、连击（外部）和自触发（内部）和连续触发类型。使用代码数量字段指定图像中的最大代码数量。多代码选项卡可以根据应用，指定读码器要解码每个符号类型的数量。为了获得最佳性能，要读取的代码数量应等于个别代码类型的最大代码数量字段总和（例如总数量为3，其中DataMatrix设为2，1D设为1）。要读取的单个代码数量不能超过整个代码数量字段中的数值。倾斜角度最好不要超过30度；校验系统需远离油污，水汽等环境；Thereadershouldbekeptprotectedfromoilsandwater.镜头上面不能有脏污，清洁时请选用专用的镜头清洁材料，不能清洁相机感光单元。Thelensshouldbefreeofdustandcontaminants.Standardlenscleanerscanbeusedtokeepthelensclean.Theimagesensorshouldnotbecleaned.注意事项（Notice）如果需要了解更多信息，请参看下列目录中的帮助文件“C:\ProgramFiles\Cognex\DataMan\DataManSoftwarev5.2.0\Documentation\‘’。

Ifyouwanttogetmoredetailhelpinfopleasefinddocumentationinfollowingfolder.

如有问题请联系卓越金码当地销售。IfyouhaveanyquestionpleasecontactCognexlocalsalesteam.帮助(Help)编写视觉检测子程序德厚技高务实创新目录CONTENTS视觉检测程序架构视觉检测程序编写12视觉检测程序架构工业机器人与视觉检测系统通信程序CVision(numSceneNum)是带参数的例行子程序，通过调用不同数值参数实现切换到视觉检测系统中不同的场景并进行检测，可以在不同的分拣体例中使用。工业机器人与视觉检测系统通信程序逻辑结构如下图所示。视觉检测程序编写1.建立带参数的例行程序CVision(numSceneNum)。2.发送视觉检测系统场景编号，编号值即为SceneNum的数值，并添加等待时间。视觉检测程序编写3.置位场景切换信号，添加等待时间。4.置位视觉系统拍照信号“ToCDigPhoto”，等待视觉检测完成，即“FrCDigCCDFinish”信号状态为1。视觉检测程序编写5.利用赋值指令将检测结果保存至变量“CCDResult”中。6.复位视觉检测各数字量（组）输出信号。视觉检测程序编写整理程序如下：ENDPROC PROCCVision(numSceneNum) SetGOToCGroScene,SceneNum; WaitTime0.5; SetToCDigAffirm; WaitTime0.5; SetToCDigPhoto; WaitTime0.2;

WaitDIFrCDigCCDFinish,1; CCDResult:=FrCDigCCDOK; ResetToCDigPhoto; ResetToCDigAffirm; SetGOToCGroScene,0;ENDPROC分拣工艺点位、信号及变量分配德厚技高务实创新目录CONTENTS工业机器人分拣路径轨迹点位分配工业机器人分拣变量分配12工业机器人分拣信号分配3工业机器人分拣路径轨迹点位分配名称数据类型功能描述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。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。Area0512WRobtarget集成电路芯片对应的电路板上装配位置。Area0601WRobtarget视觉检测点位。工业机器人分拣路径轨迹点位表在此分拣工艺中，主要涉及到的工业机器人空间轨迹点位如下表所示。工业机器人分拣变量分