第3篇 助跑 項目五 視覺檢測應用講解

職業(yè)教育“工程實踐創(chuàng)新項目”應用課程系列教材“全國職業(yè)院校技能大賽”教學資源轉(zhuǎn)化成果機器人技術(shù)應用項目教程第3篇——助跑項目五

視覺檢測應用目錄CONTENTS任務一、歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接任務二、歐姆龍視覺系統(tǒng)的使用任務三、CCD判別任務一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接目錄CONTENTS

工業(yè)機器人是如何快速準確地識別芯片的顏色、形狀等特征，這都歸功于歐姆龍視覺系統(tǒng)的發(fā)展與應用。智能相機是一種高度集成化的微小型機器視覺系統(tǒng)，一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡通信裝置等構(gòu)成?！救蝿諟蕚洹恳弧⒅R點準備1．了解歐姆龍視覺系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)連接。2．能對歐姆龍視覺系統(tǒng)進行通信設(shè)置。3．利用視覺系統(tǒng)軟件測試歐姆龍視覺系統(tǒng)的通信效果。【任務目標】視覺系統(tǒng)智能相機技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

普通相機視覺系統(tǒng)智能相機可靠性有限較好體積很大微小型、結(jié)構(gòu)緊湊網(wǎng)絡通信有限較好靈活性很好有限功能可擴展有限軟件需要編程無需編程外觀種類像素數(shù)彩色/黑白讀取時間數(shù)碼CCD相機500萬彩色62.5ms黑白200萬彩色33.3ms黑白30萬彩色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、技能點準備歐姆龍FHL550，智能相機，傳感器控制器，西門子S7-200smartPLC，通訊線纜均已準備就緒。三、設(shè)備準備【任務實施】一、歐姆龍視覺系統(tǒng)連接1.歐姆龍視覺系統(tǒng)輸入輸出信號流程歐姆龍視覺系統(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量命令，或向外部輸出測量結(jié)果。2.視覺系統(tǒng)傳感器控制器和外部的通信連接歐姆龍視覺利用并行方式連接傳感器控制器和外部裝置進行通信時所需的通信設(shè)定、通信規(guī)格、輸入輸出格式等。二、歐姆龍視覺系統(tǒng)的通信設(shè)置及測試1.通信設(shè)置（1）通信模塊的設(shè)定（啟動設(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)定要輸出的項目輸出格式（并行數(shù)據(jù)輸出）2.通信測試

顯示說明輸入狀態(tài)STEP0~STEP7使用FZ5傳感器控制器時，僅STEP0~STEP1有效顯示從外部裝置向控制器輸入的各信號輸入狀態(tài)。有信號輸入時，背景顏色變?yōu)榧t色。DSA0、DSA1DI0~DI7DILINE0~DILINE2僅在使用FH傳感器控制器時有效輸出狀態(tài)RUN顯示各信號的輸出狀態(tài)。有輸出信號時，背景顏色變?yōu)榧t色?？芍付刂破鞲餍盘栂蛲獠吭O(shè)備的輸出狀態(tài)。即使未進行測量，也可模擬變更ON/OFF、0和1狀態(tài)。ERRBUSYORGATEREADYACKDO0~DO151.將歐姆龍視覺系統(tǒng)中的智能相機更換成普通型號的攝像機是否能夠完成系統(tǒng)功能？2.并行輸出格式二進制或BCD碼是否會影響外部設(shè)備動作？3.輸出結(jié)果表達式是否可以自己定義？該怎么定義？【思考與練習】任務二歐姆龍視覺系統(tǒng)的使用目錄CONTENTS（1）機器人系統(tǒng)、工具、工件準備到位。（2）歐姆龍視覺系統(tǒng)通訊暢通?！救蝿諟蕚洹?.知識點準備（1）歐姆龍視覺系統(tǒng)智能相機焦距調(diào)節(jié)。（2）歐姆龍視覺系統(tǒng)外部光源調(diào)節(jié)。2.技能點準備（1）能夠通過示教器完成吸盤安裝。（2）能夠拾取芯片，并將芯片放置到CCD拍照位置。3.設(shè)備準備1.會設(shè)置歐姆龍視覺系統(tǒng)，使其對芯片的顏色、形狀特征進行自動識別。2.會驗證歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置。3.增強歐姆龍視覺系統(tǒng)工作時的安全意識?！救蝿漳繕恕恳?、設(shè)置芯片檢測流程任務要求：歐姆龍視覺系統(tǒng)主要應用在顏色特征，形狀特征的識別上，并通過處理輸出相應檢測數(shù)據(jù)。以紅色小方塊為例，對歐姆龍視覺系統(tǒng)進行設(shè)置，使其自動檢測芯片顏色、形狀特征，并驗證其檢測結(jié)果。【任務實施】添加完所有檢測流程之后，單擊“1.形狀搜索”，則會進入具體形狀搜索的編輯界面。進入形狀搜索編輯界面，選擇第一項“形狀登錄”，手動添加一個待檢測形狀，如圖所示。然后進入第二個選項“區(qū)域搜索”。此選項為智能相機將要搜索的區(qū)域，所以盡量選大一些。進入第三項“測量點”選擇“直接指定”。在第五項中的“測量參數(shù)”里面可以選擇高精度模式和物體檢測角度等。在形狀搜索編輯完成之后，進入“標簽”編輯選項來進行顏色的編輯和錄入。在第一項“顏色指定”中選擇“自動指定”后，手動拖動鼠標在當前的拍攝的物體上抓取顏色；或者手動在顏色表中選取顏色都可。在第五項的“測量參數(shù)”中的抽取條件中勾選“面積”。在第六項的“判定”中標簽數(shù)最小值更改為“1”。最后在“并行數(shù)據(jù)輸出”選項中選擇“二進制”為輸出格式。

將機器人吸盤拾取芯片并放置到CCD視覺檢測拍照區(qū)域，將當前芯片的形狀和顏色數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺CD視覺系統(tǒng)進行對比，判別當前芯片是否符合設(shè)置要求。

檢測零件形狀相同、顏色不同或形狀不同、顏色相同時，檢測結(jié)果為NG，形狀特征檢測結(jié)果為OK，顏色特征檢測結(jié)果為NG，所以最終檢測結(jié)果為NG；形狀特征檢測結(jié)果為NG，顏色特征檢測結(jié)果為OK，所以最終檢測結(jié)果為NG。二、驗證芯片設(shè)置結(jié)果只有當芯片的顏色和形狀特征檢測結(jié)果均為OK時，最終檢測結(jié)果才為OK。當芯片形狀和顏色特征檢測都不符合要求（即均為NG）時，在右側(cè)的流程欄中會顯示出具體哪一項沒有通過檢測，而且檢測結(jié)果會在屏幕上顯示為NG。1.輸出結(jié)果表達式是什么類型？2.不同照度對相同位置零件的識別效果？3.不同焦距對相同位置零件的識別效果？4.相同照度和焦距對不同位置零件的識別效果？【思考與練習】任務三CCD判別目錄CONTENTS歐姆龍視覺系統(tǒng)已經(jīng)完成設(shè)置，并調(diào)試成功?！救蝿諟蕚洹?.知識點準備（1）歐姆龍視覺系統(tǒng)設(shè)置及驗證。（2）IF語句的使用。2.技能點準備（1）能夠通過示教器完成吸盤安裝。（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)備準備1.能夠完成芯片判別并進行執(zhí)行相應動作。2.掌握場景組設(shè)置、相機準備的RAPID功能語句。3.能順利完成CCD判別工作流程。【任務目標】首先修改IP：菜單欄的工具→系統(tǒng)設(shè)定→通訊→以太網(wǎng)。要求兩個設(shè)備在同一網(wǎng)段下，一、IO信號設(shè)置（檢測結(jié)果上傳、視覺運行及完成信號反饋）任務描述：以紅色小方塊裝配為例，通過設(shè)置檢測其顏色、形狀特征，如果顏色、形狀特征均檢測結(jié)果均為OK，那么CCD視覺系統(tǒng)會發(fā)送一個CCD_OK=1信號給機器人，機器人會將檢測OK的芯片裝配到PCB板相應區(qū)域。如果顏色、形狀特征其中有一個檢測結(jié)果為NG，那么CCD視覺系統(tǒng)會發(fā)送一個CCD_OK=0信號給機器人，機器人會將檢測結(jié)果為NG的芯片放回到原來位置。【任務實施】其次，設(shè)置輸出極性O(shè)K時ON，輸出時間1s，然后在監(jiān)控器上才能查看芯片檢測結(jié)果OK與否。CCD判別的最重要的環(huán)節(jié)就是場景、相機準備，以及前續(xù)歐姆龍視覺系統(tǒng)設(shè)置工作。機器人控制器可以通過RAPID語句來調(diào)用確認相機準備情況、以及自動切換場景。二、CCD判別場景與相機設(shè)置以下為相機信號、場景組信號準備的RAPID語句及注釋。以下為CCD判別OK/NG工作流程的RAPID語句及注釋。三、CCD判別工作流程CCD視覺系統(tǒng)將當前機器人所拾取的芯片拍照并和母本場景對比。如果芯片形狀和顏色特征檢測結(jié)果都為OK，機器人將芯片安裝到PCB板上。如果芯片形狀和顏色特征檢測結(jié)果，其中有一個為NG，機器人將芯片放回到零件原始位置，并取下一個零件。當CCD_OK=0時，說明當前芯片不合格，需要跳轉(zhuǎn)到程序“put_partNG7”執(zhí)行后續(xù)動作。當CCD_OK=1時，說明當前芯片OK，執(zhí)行“PUT_part7”。當芯片CCD給出判斷為NG時，則執(zhí)行如下程序：CCD給出判斷為NG后，機器人把NG零件放回到原始位置，并取下一個零件。當機器人收到CCD_OK=1信號