ABB工業(yè)機(jī)器人制造系統(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用 課件 電子 第五章 視覺(jué)工作站的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成

5.1.1

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成情景導(dǎo)入圖1-2機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)圖1-1視覺(jué)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成光源系統(tǒng)圖1-3光源系統(tǒng)-光圈圖1-4光源系統(tǒng)的組成1、圖像采集單元相機(jī)鏡頭圖1-5

CCD視覺(jué)相機(jī)圖1-6視覺(jué)相機(jī)鏡頭1、圖像采集單元控制器面板上接口介紹:①控制器系統(tǒng)運(yùn)行顯示區(qū)②SD槽3、USB接口③顯示器接口④通信網(wǎng)口⑤并行IO通信接口⑥RS232通信接口⑦相機(jī)接口⑧控制器電源接口圖1-7歐姆龍F(tuán)H-L550控制器2、圖像處理單元圖像處理軟件主要用于在圖像處理單元硬件環(huán)境的支持下完成圖像處理功能，如幾何邊緣的提取、Blob、灰度直方圖、OCV/OVR、簡(jiǎn)單的定位和搜索等。在智能相機(jī)中，以上算法都被封裝成固定的模塊，用戶(hù)可直接應(yīng)用。圖1-8視覺(jué)系統(tǒng)操作界面3、圖像處理軟件傳感器控制器CCD相機(jī)顯示器部傳感器控制器外部裝置（PLC等）輸出測(cè)量結(jié)果·狀態(tài)信號(hào)·信號(hào)判定·測(cè)量值·字符輸出4、網(wǎng)絡(luò)通信裝置本小節(jié)我們學(xué)習(xí)了機(jī)器人系統(tǒng)視覺(jué)的組成，知道了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要工作包括三部分，即圖像的獲取、圖像的處理和分析、圖像的輸出或顯示。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件和網(wǎng)絡(luò)通信裝置組成。CCD視覺(jué)相機(jī)歐姆龍F(tuán)H-L550控制器視覺(jué)系統(tǒng)操作界面器知識(shí)回顧謝謝觀賞5.1.2

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)功能與相機(jī)調(diào)整情景導(dǎo)入圖1-1視覺(jué)系統(tǒng)功能圖1-2光圈與焦距調(diào)整圖1-3相機(jī)鏡頭圖1-4

CCD視覺(jué)相機(jī)CCD視覺(jué)相機(jī)（如圖1-4

）抑噪能力強(qiáng)、圖像還原性高，但因其制造工藝復(fù)雜所以相對(duì)耗電量高、成本高。1、相機(jī)鏡頭、視覺(jué)相機(jī)相機(jī)鏡頭（見(jiàn)圖1-3

）的基本功能就是實(shí)現(xiàn)光束調(diào)制。鏡頭調(diào)節(jié)分為：鏡頭焦距、景深和明亮度。2、鏡頭焦距、景深和明亮度圖1-5光圈與焦距調(diào)整其中鏡頭的光圈與焦距調(diào)整如圖1-5，通過(guò)一號(hào)螺絲調(diào)節(jié)明亮度，通過(guò)二號(hào)螺絲調(diào)節(jié)鏡頭焦距。3．視覺(jué)控制器序號(hào)接口名稱(chēng)1控制器系統(tǒng)運(yùn)行顯示區(qū)2SD槽3USB接口4顯示器接口5通信網(wǎng)口6并行I/O通信接口7RS232通信接口8相機(jī)接口9控制器電源接口圖1-6歐姆龍F(tuán)H-L550控制器面板接口表1-1歐姆龍F(tuán)H-L550控制器面板接口參數(shù)知識(shí)回顧本小節(jié)我們學(xué)習(xí)了視覺(jué)相機(jī)的分類(lèi)（

CCD、CMOS）、相機(jī)鏡頭的調(diào)節(jié)（焦距、景深、明亮度）和歐姆龍F(tuán)H-

L

550控制器面板的接口參數(shù)。CCD視覺(jué)相機(jī)歐姆龍F(tuán)H-L550控制器光圈與焦距調(diào)整THANKS5.2.1

視覺(jué)系統(tǒng)操作界面介紹情景導(dǎo)入圖1-1視覺(jué)系統(tǒng)操作界面圖1-2歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)圖1-3判定、信息顯示窗口①判定顯示窗口綜合判定結(jié)果顯示場(chǎng)景的綜合判定（[OK]/[NG]）。場(chǎng)景整體的綜合判定結(jié)果。綜合判定中顯示的處理單元群中，如果任一判定結(jié)果為NG，則顯示為NG。②信息顯示窗口布局：將顯示當(dāng)前顯示的布局編號(hào)。處理時(shí)間：顯示測(cè)量處理所花的時(shí)間。場(chǎng)景組名稱(chēng)、場(chǎng)景名稱(chēng)：顯示當(dāng)前顯示中的場(chǎng)景組編號(hào)、場(chǎng)景編號(hào)1、判定、信息顯示窗口③工具窗口“流程編輯”：?jiǎn)?dòng)用于設(shè)定測(cè)量流程的流程編輯畫(huà)面?！氨４嬗诒倔w”：將設(shè)定數(shù)據(jù)保存到控制器的閃存中。變更任意設(shè)定后，請(qǐng)務(wù)必點(diǎn)擊此按鈕，保存設(shè)定?！皥?chǎng)景切換”：切換場(chǎng)景組或場(chǎng)景。可以使用128個(gè)場(chǎng)景×32個(gè)場(chǎng)景組=4096個(gè)場(chǎng)景?！安季智袚Q”：切換布局編號(hào)。2、工具顯示窗口圖1-4工具顯示窗口④測(cè)量窗口相機(jī)測(cè)量圖像文件測(cè)量輸出連續(xù)測(cè)量再測(cè)量3、測(cè)量顯示窗口④測(cè)量顯示窗口圖1-5測(cè)量顯示窗口圖1-6相機(jī)參數(shù)設(shè)置⑤圖像窗口顯示已測(cè)量的圖像。同時(shí)，將顯示選中的處理單元名，或

“與流程顯示連動(dòng)”。點(diǎn)擊處理單元名的左側(cè)，可顯示圖像窗口的屬性畫(huà)面。⑥詳細(xì)結(jié)果顯示窗口將顯示試測(cè)量結(jié)果。⑦流程顯示窗口將顯示測(cè)量處理的內(nèi)容（測(cè)量流程中設(shè)定的內(nèi)容）。點(diǎn)擊各處理項(xiàng)目的圖標(biāo)，將顯示處理項(xiàng)目的參數(shù)等要設(shè)定的屬性畫(huà)面。4、流程、詳細(xì)結(jié)果、圖像顯示窗口圖1-7流程、詳細(xì)結(jié)果、圖像顯示窗口知識(shí)回顧本小節(jié)我們學(xué)習(xí)了視覺(jué)系統(tǒng)操作界面得判斷顯示窗口、信息顯示窗口、工具窗口、測(cè)量窗口、流程顯示窗口、詳細(xì)結(jié)果顯示窗口。圖1-8歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)THANKS5.2.2

場(chǎng)景及場(chǎng)景組的編輯情景導(dǎo)入圖1-1場(chǎng)景什么是場(chǎng)景？圖1-2場(chǎng)景組以128個(gè)場(chǎng)景為單位集合而成的處理流程稱(chēng)為“場(chǎng)景組”。要增加場(chǎng)景數(shù)量或?qū)Χ鄠€(gè)場(chǎng)景按照各自的類(lèi)別進(jìn)行管理，制作場(chǎng)景組可使操作變得非常方便。場(chǎng)景與場(chǎng)景組的關(guān)系如圖1-2所示。1.場(chǎng)景、場(chǎng)景組圖1-2場(chǎng)景組進(jìn)入主界面，執(zhí)行“功能”→“場(chǎng)景管理”命令，進(jìn)行場(chǎng)景管理界面.圖1-3進(jìn)入場(chǎng)景管理界面復(fù)制場(chǎng)景組的操作步驟2、場(chǎng)景組的管理圖1-4復(fù)制場(chǎng)景組修改場(chǎng)景組名稱(chēng)的操作步驟如圖1-5。復(fù)制場(chǎng)景的操作步驟如圖1-6。2、場(chǎng)景組的管理圖1-5修改場(chǎng)景組名稱(chēng)圖1-6復(fù)制場(chǎng)景修改場(chǎng)景名稱(chēng)的操作步驟。手動(dòng)切換場(chǎng)景組或場(chǎng)景的操作步驟。2、場(chǎng)景組的管理圖1-7修改場(chǎng)景名稱(chēng)圖1-8手動(dòng)切換場(chǎng)景組或場(chǎng)景知識(shí)回顧本小節(jié)我們學(xué)習(xí)了場(chǎng)景、場(chǎng)景組的創(chuàng)建、編輯、復(fù)制等一系列操作。場(chǎng)景組切換場(chǎng)景切換THANKS5.2.3

場(chǎng)景的常用流程設(shè)計(jì)情景導(dǎo)入部分處理項(xiàng)目展示輪轂形狀搜索流程編輯界面如圖所示1、流程編輯界面①單元列表②屬性設(shè)定按鈕③結(jié)束記號(hào)④流程編輯按鈕⑤顯示選項(xiàng)⑥處理項(xiàng)目樹(shù)形結(jié)構(gòu)圖圖1-1流程編輯界面視覺(jué)檢測(cè)流程搭建步驟如下：①在主界面中，單擊“流程編輯”按鈕。②進(jìn)入測(cè)試流程搭建界面，從右側(cè)項(xiàng)目處理單元中，選中需要添加的處理項(xiàng)目，單擊“追加”按鈕，處理項(xiàng)目即可被添加至左側(cè)流程框中。2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-2視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-3形狀搜索III”選項(xiàng)“模型登錄”選項(xiàng)卡的設(shè)置如圖1-4所示。設(shè)定“區(qū)域設(shè)定”選項(xiàng)卡的設(shè)置如圖1-5所示。2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-4形狀搜索III的編輯界面圖1-5“模型登錄”選項(xiàng)卡的設(shè)置2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-6“測(cè)量參數(shù)”選項(xiàng)卡圖1-7設(shè)置判斷區(qū)域2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-8主界面選擇標(biāo)簽圖1-9標(biāo)簽內(nèi)部實(shí)例：[標(biāo)簽]2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-10設(shè)置抽取條件圖1-11設(shè)置顏色2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-12主界面選擇串行數(shù)據(jù)輸出實(shí)例：[串行數(shù)據(jù)輸出圖1-13串行數(shù)據(jù)輸出12345圖1-14設(shè)置串行數(shù)據(jù)輸出2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-15輸出格式123456設(shè)置輸出格式2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-16主界面二維碼圖1-9處理項(xiàng)目實(shí)例：[二維碼]圖1-17二維碼設(shè)置2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-18設(shè)置區(qū)域圖圖11--99處處理理項(xiàng)項(xiàng)目目圖1-19設(shè)置測(cè)量參數(shù)實(shí)例：[二維碼]參數(shù)設(shè)置2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-20結(jié)果設(shè)定圖1-9處理項(xiàng)目圖1-21輸出參數(shù)實(shí)例：[二維碼]參數(shù)設(shè)置2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-22主界面形狀搜索圖1-9處理項(xiàng)目實(shí)例：在[形狀搜索Ⅲ]進(jìn)行輪轂旋轉(zhuǎn)角度的捕捉圖1-23形狀搜索模型登錄12、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-24形狀搜索模型登錄2圖1-9處理項(xiàng)目實(shí)例：在[形狀搜索Ⅲ]進(jìn)行輪轂旋轉(zhuǎn)角度的捕捉圖1-25形狀搜索模型登錄32、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-26形狀搜索基準(zhǔn)設(shè)定圖1-9處理項(xiàng)目實(shí)例：在[形狀搜索Ⅲ]進(jìn)行輪轂旋轉(zhuǎn)角度的捕捉圖1-27形狀搜索測(cè)量參數(shù)2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-28輸出參數(shù)實(shí)例：在[形狀搜索Ⅲ]進(jìn)行輪轂旋轉(zhuǎn)角度的捕捉1、單擊[輸出參數(shù)]2、輸出坐標(biāo)、校準(zhǔn)和綜合判定顯示默認(rèn)都打到左邊。3、點(diǎn)擊確認(rèn)。2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-29處理項(xiàng)目312圖1-30輸出參數(shù)格式設(shè)置主界面中>>單擊[串行數(shù)據(jù)輸出]>>進(jìn)入[串行數(shù)輸出]編輯界面2、視覺(jué)檢測(cè)流程搭建圖1-31串行數(shù)據(jù)表達(dá)式設(shè)定132123456圖1-32串行數(shù)據(jù)輸出格式知識(shí)回顧本小節(jié)我們了解了場(chǎng)景的常用設(shè)計(jì)流程，知道了輪轂的二維碼、形狀等設(shè)置方法。THANKS5.3.1

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人的通信情景導(dǎo)入圖1-1視覺(jué)系統(tǒng)框架1、視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程歐姆龍F(tuán)H-L550系統(tǒng)通信方式并行通信PLC

LINKEtherNet/IPEtherCAT(僅FH)無(wú)協(xié)議通信圖1-2視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程視覺(jué)系統(tǒng)IP設(shè)定圖1-3系統(tǒng)設(shè)置圖1-4通信模塊設(shè)定1、視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程通信模塊種類(lèi)1、視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程圖1-5通信模塊通信模塊種類(lèi)內(nèi)容串行（以太網(wǎng)）通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行無(wú)協(xié)議通信無(wú)協(xié)議（UDP）通過(guò)UDP通信方式與外部裝置進(jìn)行通信時(shí)選擇無(wú)協(xié)議（TCP）通過(guò)TCP通信方式與外部裝置進(jìn)行通信時(shí)選擇無(wú)協(xié)議（TCP

Client）通過(guò)TCP客戶(hù)端通信方式與外部裝置進(jìn)行通信時(shí)選擇無(wú)協(xié)議（UDP）（Fxxx系列方式）通過(guò)UDP通信方式及Fxxx系列方式，與外部裝置進(jìn)行通信時(shí)選擇串行（RS-232C/422）通過(guò)RS-232C/422進(jìn)行無(wú)協(xié)議通信無(wú)協(xié)議通過(guò)RS-232C/422的方式進(jìn)行通信時(shí)，一般選擇本項(xiàng)目無(wú)協(xié)議（Fxxx系列方式）通過(guò)Fxxx系列方式與外部裝置進(jìn)行通信時(shí)選擇返回主界面單擊保存按鈕，單擊確定（重復(fù)幾次，確保已經(jīng)保存設(shè)置參數(shù)），選擇功能欄，選擇系統(tǒng)重啟，等待視覺(jué)系統(tǒng)重啟完成1、視覺(jué)系統(tǒng)通信工作流程圖1-6系統(tǒng)重啟重新打開(kāi)系統(tǒng)設(shè)置界面，選

擇以太網(wǎng)進(jìn)行IP地址和端口號(hào)設(shè)置。2、FH系列默認(rèn)系統(tǒng)通信代碼圖1-7以太網(wǎng)設(shè)置2、FH系列默認(rèn)系統(tǒng)通信代碼圖1-8觸發(fā)視覺(jué)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例圖1-9切換場(chǎng)景組圖1-10切換場(chǎng)景2、FH系列默認(rèn)系統(tǒng)通信代碼部分功能代碼展示命令縮寫(xiě)功能BRUNCHSTARTBFU分支到流程最前面（0號(hào)處理單元）CLRMEAS—清除所有當(dāng)前場(chǎng)景的測(cè)量值CPYSCENECSD復(fù)制場(chǎng)景數(shù)據(jù)DATASAVE—將系統(tǒng)+場(chǎng)景組數(shù)據(jù)保存到本體內(nèi)存DELSCENEDSD刪除場(chǎng)景數(shù)據(jù)ECHOEEC按原樣返回外部機(jī)器發(fā)送的任意字符串IMAGEFITEIF將顯示位置和顯示倍率恢復(fù)為初始值IMAGESCROLLEIS按指定的移動(dòng)量平行移動(dòng)圖像顯示位置IMAGEZOOMEIZ按指定的倍率放大/縮小顯示圖像MEASUREM執(zhí)行1次測(cè)量開(kāi)始