第3篇 助跑 項(xiàng)目五 視覺(jué)檢測(cè)應(yīng)用講解

職業(yè)教育“工程實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目”應(yīng)用課程系列教材“全國(guó)職業(yè)院校技能大賽”教學(xué)資源轉(zhuǎn)化成果機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程第3篇——助跑項(xiàng)目五

視覺(jué)檢測(cè)應(yīng)用目錄CONTENTS任務(wù)一、歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的連接任務(wù)二、歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的使用任務(wù)三、CCD判別任務(wù)一歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的連接目錄CONTENTS

工業(yè)機(jī)器人是如何快速準(zhǔn)確地識(shí)別芯片的顏色、形狀等特征，這都?xì)w功于歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用。智能相機(jī)是一種高度集成化的微小型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等構(gòu)成。【任務(wù)準(zhǔn)備】一、知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備1．了解歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)連接。2．能對(duì)歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行通信設(shè)置。3．利用視覺(jué)系統(tǒng)軟件測(cè)試歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的通信效果?！救蝿?wù)目標(biāo)】視覺(jué)系統(tǒng)智能相機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：

普通相機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)智能相機(jī)可靠性有限較好體積很大微小型、結(jié)構(gòu)緊湊網(wǎng)絡(luò)通信有限較好靈活性很好有限功能可擴(kuò)展有限軟件需要編程無(wú)需編程外觀種類(lèi)像素?cái)?shù)彩色/黑白讀取時(shí)間數(shù)碼CCD相機(jī)500萬(wàn)彩色62.5ms黑白200萬(wàn)彩色33.3ms黑白30萬(wàn)彩色12.5ms黑白（1）直流電源線接線端子壓接。（2）設(shè)備通訊線連接。二、技能點(diǎn)準(zhǔn)備歐姆龍F(tuán)HL550，智能相機(jī)，傳感器控制器，西門(mén)子S7-200smartPLC，通訊線纜均已準(zhǔn)備就緒。三、設(shè)備準(zhǔn)備【任務(wù)實(shí)施】一、歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)連接1.歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)流程歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)圖像傳感器控制器與PLC或電腦等外部裝置連接，即可從外部裝置輸入測(cè)量命令，或向外部輸出測(cè)量結(jié)果。2.視覺(jué)系統(tǒng)傳感器控制器和外部的通信連接歐姆龍視覺(jué)利用并行方式連接傳感器控制器和外部裝置進(jìn)行通信時(shí)所需的通信設(shè)定、通信規(guī)格、輸入輸出格式等。二、歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的通信設(shè)置及測(cè)試1.通信設(shè)置（1）通信模塊的設(shè)定（啟動(dòng)設(shè)定）（2）通信規(guī)格的設(shè)定（3）輸出數(shù)據(jù)的設(shè)定設(shè)定要輸出的項(xiàng)目輸出格式（并行數(shù)據(jù)輸出）2.通信測(cè)試

顯示說(shuō)明輸入狀態(tài)STEP0~STEP7使用FZ5傳感器控制器時(shí)，僅STEP0~STEP1有效顯示從外部裝置向控制器輸入的各信號(hào)輸入狀態(tài)。有信號(hào)輸入時(shí)，背景顏色變?yōu)榧t色。DSA0、DSA1DI0~DI7DILINE0~DILINE2僅在使用FH傳感器控制器時(shí)有效輸出狀態(tài)RUN顯示各信號(hào)的輸出狀態(tài)。有輸出信號(hào)時(shí)，背景顏色變?yōu)榧t色。可指定控制器各信號(hào)向外部設(shè)備的輸出狀態(tài)。即使未進(jìn)行測(cè)量，也可模擬變更ON/OFF、0和1狀態(tài)。ERRBUSYORGATEREADYACKDO0~DO151.將歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)中的智能相機(jī)更換成普通型號(hào)的攝像機(jī)是否能夠完成系統(tǒng)功能？2.并行輸出格式二進(jìn)制或BCD碼是否會(huì)影響外部設(shè)備動(dòng)作？3.輸出結(jié)果表達(dá)式是否可以自己定義？該怎么定義？【思考與練習(xí)】任務(wù)二歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的使用目錄CONTENTS（1）機(jī)器人系統(tǒng)、工具、工件準(zhǔn)備到位。（2）歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)通訊暢通?！救蝿?wù)準(zhǔn)備】1.知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)智能相機(jī)焦距調(diào)節(jié)。（2）歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)外部光源調(diào)節(jié)。2.技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）能夠通過(guò)示教器完成吸盤(pán)安裝。（2）能夠拾取芯片，并將芯片放置到CCD拍照位置。3.設(shè)備準(zhǔn)備1.會(huì)設(shè)置歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)，使其對(duì)芯片的顏色、形狀特征進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。2.會(huì)驗(yàn)證歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)置。3.增強(qiáng)歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)工作時(shí)的安全意識(shí)?！救蝿?wù)目標(biāo)】一、設(shè)置芯片檢測(cè)流程任務(wù)要求：歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)主要應(yīng)用在顏色特征，形狀特征的識(shí)別上，并通過(guò)處理輸出相應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)。以紅色小方塊為例，對(duì)歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，使其自動(dòng)檢測(cè)芯片顏色、形狀特征，并驗(yàn)證其檢測(cè)結(jié)果?！救蝿?wù)實(shí)施】添加完所有檢測(cè)流程之后，單擊“1.形狀搜索”，則會(huì)進(jìn)入具體形狀搜索的編輯界面。進(jìn)入形狀搜索編輯界面，選擇第一項(xiàng)“形狀登錄”，手動(dòng)添加一個(gè)待檢測(cè)形狀，如圖所示。然后進(jìn)入第二個(gè)選項(xiàng)“區(qū)域搜索”。此選項(xiàng)為智能相機(jī)將要搜索的區(qū)域，所以盡量選大一些。進(jìn)入第三項(xiàng)“測(cè)量點(diǎn)”選擇“直接指定”。在第五項(xiàng)中的“測(cè)量參數(shù)”里面可以選擇高精度模式和物體檢測(cè)角度等。在形狀搜索編輯完成之后，進(jìn)入“標(biāo)簽”編輯選項(xiàng)來(lái)進(jìn)行顏色的編輯和錄入。在第一項(xiàng)“顏色指定”中選擇“自動(dòng)指定”后，手動(dòng)拖動(dòng)鼠標(biāo)在當(dāng)前的拍攝的物體上抓取顏色；或者手動(dòng)在顏色表中選取顏色都可。在第五項(xiàng)的“測(cè)量參數(shù)”中的抽取條件中勾選“面積”。在第六項(xiàng)的“判定”中標(biāo)簽數(shù)最小值更改為“1”。最后在“并行數(shù)據(jù)輸出”選項(xiàng)中選擇“二進(jìn)制”為輸出格式。

將機(jī)器人吸盤(pán)拾取芯片并放置到CCD視覺(jué)檢測(cè)拍照區(qū)域，將當(dāng)前芯片的形狀和顏色數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺CD視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，判別當(dāng)前芯片是否符合設(shè)置要求。

檢測(cè)零件形狀相同、顏色不同或形狀不同、顏色相同時(shí)，檢測(cè)結(jié)果為NG，形狀特征檢測(cè)結(jié)果為OK，顏色特征檢測(cè)結(jié)果為NG，所以最終檢測(cè)結(jié)果為NG；形狀特征檢測(cè)結(jié)果為NG，顏色特征檢測(cè)結(jié)果為OK，所以最終檢測(cè)結(jié)果為NG。二、驗(yàn)證芯片設(shè)置結(jié)果只有當(dāng)芯片的顏色和形狀特征檢測(cè)結(jié)果均為OK時(shí)，最終檢測(cè)結(jié)果才為OK。當(dāng)芯片形狀和顏色特征檢測(cè)都不符合要求（即均為NG）時(shí)，在右側(cè)的流程欄中會(huì)顯示出具體哪一項(xiàng)沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)，而且檢測(cè)結(jié)果會(huì)在屏幕上顯示為NG。1.輸出結(jié)果表達(dá)式是什么類(lèi)型？2.不同照度對(duì)相同位置零件的識(shí)別效果？3.不同焦距對(duì)相同位置零件的識(shí)別效果？4.相同照度和焦距對(duì)不同位置零件的識(shí)別效果？【思考與練習(xí)】任務(wù)三CCD判別目錄CONTENTS歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)完成設(shè)置，并調(diào)試成功?！救蝿?wù)準(zhǔn)備】1.知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備（1）歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)置及驗(yàn)證。（2）IF語(yǔ)句的使用。2.技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）能夠通過(guò)示教器完成吸盤(pán)安裝。（2）能夠完成CCD判別設(shè)置。（3）能夠從指定位置拾取并安裝芯片。3.設(shè)備準(zhǔn)備1.能夠完成芯片判別并進(jìn)行執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。2.掌握?qǐng)鼍敖M設(shè)置、相機(jī)準(zhǔn)備的RAPID功能語(yǔ)句。3.能順利完成CCD判別工作流程?！救蝿?wù)目標(biāo)】首先修改IP：菜單欄的工具→系統(tǒng)設(shè)定→通訊→以太網(wǎng)。要求兩個(gè)設(shè)備在同一網(wǎng)段下，一、IO信號(hào)設(shè)置（檢測(cè)結(jié)果上傳、視覺(jué)運(yùn)行及完成信號(hào)反饋）任務(wù)描述：以紅色小方塊裝配為例，通過(guò)設(shè)置檢測(cè)其顏色、形狀特征，如果顏色、形狀特征均檢測(cè)結(jié)果均為OK，那么CCD視覺(jué)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送一個(gè)CCD_OK=1信號(hào)給機(jī)器人，機(jī)器人會(huì)將檢測(cè)OK的芯片裝配到PCB板相應(yīng)區(qū)域。如果顏色、形狀特征其中有一個(gè)檢測(cè)結(jié)果為NG，那么CCD視覺(jué)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送一個(gè)CCD_OK=0信號(hào)給機(jī)器人，機(jī)器人會(huì)將檢測(cè)結(jié)果為NG的芯片放回到原來(lái)位置?！救蝿?wù)實(shí)施】其次，設(shè)置輸出極性O(shè)K時(shí)ON，輸出時(shí)間1s，然后在監(jiān)控器上才能查看芯片檢測(cè)結(jié)果OK與否。CCD判別的最重要的環(huán)節(jié)就是場(chǎng)景、相機(jī)準(zhǔn)備，以及前續(xù)歐姆龍視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)置工作。機(jī)器人控制器可以通過(guò)RAPID語(yǔ)句來(lái)調(diào)用確認(rèn)相機(jī)準(zhǔn)備情況、以及自動(dòng)切換場(chǎng)景。二、CCD判別場(chǎng)景與相機(jī)設(shè)置以下為相機(jī)信號(hào)、場(chǎng)景組信號(hào)準(zhǔn)備的RAPID語(yǔ)句及注釋。以下為CCD判別OK/NG工作流程的RAPID語(yǔ)句及注釋。三、CCD判別工作流程CCD視覺(jué)系統(tǒng)將當(dāng)前機(jī)器人所拾取的芯片拍照并和母本場(chǎng)景對(duì)比。如果芯片形狀和顏色特征檢測(cè)結(jié)果都為OK，機(jī)器人將芯片安裝到PCB板上。如果芯片形狀和顏色特征檢測(cè)結(jié)果，其中有一個(gè)為NG，機(jī)器人將芯片放回到零件原始位置，并取下一個(gè)零件。當(dāng)CCD_OK=0時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前芯片不合格，需要跳轉(zhuǎn)到程序“put_partNG7”執(zhí)行后續(xù)動(dòng)作。當(dāng)CCD_OK=1時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前芯片OK，執(zhí)行“PUT_part7”。當(dāng)芯片CCD給出判斷為NG時(shí)，則執(zhí)行如下程序：CCD給出判斷為NG后，機(jī)器人把NG零件放回到原始位置，并取下一個(gè)零件。當(dāng)機(jī)器人收到CCD_OK=1信號(hào)