《機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目教程》（第二版）課件 2-項(xiàng)目四 視覺系統(tǒng)應(yīng)用 任務(wù)一 歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接;任務(wù)二 歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用

第二篇

起步

主

編：蔣正炎項(xiàng)目一

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作項(xiàng)目二西門子PLC編程與調(diào)試項(xiàng)目三威綸觸摸屏的組態(tài)設(shè)計(jì)項(xiàng)目四視覺系統(tǒng)應(yīng)用第二篇

起步

思政小故事——邊境戰(zhàn)士類

愛國戍邊舍己為人——最美奮斗者拉齊尼巴依卡

2021年1月4日，正在校內(nèi)參加培訓(xùn)的拉齊尼巴依卡經(jīng)過學(xué)校人工湖時(shí)，突然聽見求救聲。循聲而去，只見一名兒童落入冰窟。湖水冰冷刺骨，拉齊尼拼盡全力把孩子托出水面，大聲呼喊“救孩子！救孩子！”他始終把孩子高高托起，等眾人將孩子救出水面后，他已沉入冰冷的水中，生命永遠(yuǎn)定格在41歲。項(xiàng)目四視覺系統(tǒng)應(yīng)用

【項(xiàng)目描述】

視覺系統(tǒng)是工作站中不可或缺的部分，它通過智能相機(jī)采集被檢測物體的輪廓、顏色、位置等特征信息，并將這些信息上傳至視覺檢測系統(tǒng)的傳感器控制器和ABB機(jī)器人，ABB機(jī)器人則根據(jù)被識別的物體具有的不同特征而執(zhí)行相對應(yīng)的動(dòng)作，從而完成整個(gè)工作站工作流程。本項(xiàng)目采用歐姆龍F(tuán)HL550機(jī)器視覺系統(tǒng)，使學(xué)生了解視覺檢測系統(tǒng)的工作原理，能夠根據(jù)提示完成視覺檢測系統(tǒng)的連接、設(shè)置、驗(yàn)證及使用等功能操作。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)要求】

視覺系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的眼睛，它可以識別工件的輪廓、顏色、位置等特征信息，并將這些信息上傳至視覺系統(tǒng)的傳感器控制器和ABB機(jī)器人。在識別之前，需要了解歐姆龍視覺系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)連接，并完成歐姆龍視覺系統(tǒng)通信設(shè)置與調(diào)試。

【任務(wù)目標(biāo)】

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(jìn)行通信設(shè)置。

3.能利用視覺系統(tǒng)軟件測試歐姆龍視覺系統(tǒng)的通信效果。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

任務(wù)準(zhǔn)備：

一、知識點(diǎn)準(zhǔn)備工業(yè)機(jī)器人是如何快速準(zhǔn)確地識別芯片的顏色、形狀等特征，這都?xì)w功于歐姆龍視覺系統(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)器視覺系統(tǒng)，它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，各部分的功能如下。1.圖像采集單元在智能相機(jī)中，圖像采集單元相當(dāng)于普通意義上的CCD/CMOS相機(jī)和圖像采集卡，它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為模擬/數(shù)字圖像，并輸出至圖像處理單元。2.圖像處理單元圖像處理單元類似于圖像采集/處理卡，它可對來自圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲，并在圖像處理軟件的支持下進(jìn)行圖像處理。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

任務(wù)準(zhǔn)備：3.圖像處理軟件圖像處理軟件主要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、簡單的定位和搜索等。在智能相機(jī)中，以上處理功能的算法都封裝成固定的模塊，用戶可直接應(yīng)用而無需編程。4.網(wǎng)絡(luò)通訊裝置網(wǎng)絡(luò)通信裝置的智能相機(jī)的重要組成部分，主要完成控制信息、圖像數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。智能相機(jī)一般均內(nèi)置以太網(wǎng)通信裝置，并支持多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)和總線協(xié)議，從而使多臺智能相機(jī)構(gòu)成更大的機(jī)器視覺系統(tǒng)。視覺系統(tǒng)智能相機(jī)普通相機(jī)可靠性較好有限體積微小型、結(jié)構(gòu)緊湊很大網(wǎng)絡(luò)通信較好有限靈活性有限很好功能有限可擴(kuò)展軟件無需編程需要編程任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

任務(wù)準(zhǔn)備：視覺系統(tǒng)智能相機(jī)具有易學(xué)、易用、易維護(hù)、安裝方便等特點(diǎn)，可方便地構(gòu)建起可靠而有效的機(jī)器視覺系統(tǒng)。其技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，易于安裝在生產(chǎn)線和各種設(shè)備上，且便于裝卸和移動(dòng)。（2）實(shí)現(xiàn)了圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信裝置的高度集成，可以獲得較高的效率及穩(wěn)定性。（3）由于已嵌入了成熟的機(jī)器視覺算法，使用戶無需編程，就可實(shí)現(xiàn)有/無判斷、表面缺陷檢查、尺寸測量、OCR/OCV、條碼閱讀等功能，從而極大的提高了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)速度。二、技能點(diǎn)準(zhǔn)備（1）直流電源線接線端子壓接。（2）設(shè)備通訊線連接。三、設(shè)備準(zhǔn)備歐姆龍F(tuán)HL550機(jī)器視覺系統(tǒng)，智能相機(jī)，傳感器控制器，西門子S7-200SMARTPLC，通訊線纜。【任務(wù)實(shí)施】

一、歐姆龍視覺系統(tǒng)連接1.歐姆龍視覺系統(tǒng)輸入輸出信號流程下面介紹歐姆龍視覺系統(tǒng)與外部裝置的基本連接以及輸入輸出信號流程。（1）輸入顯示主畫面時(shí)，歐姆龍視覺系統(tǒng)可對傳感器控制器輸入以下信號。①測量觸發(fā)（STEP信號）

打開STEP信號時(shí)，進(jìn)行一次測量。（單次測量）②命令輸入（DI0～DI7信號）

通過分別對DI0～DI7信號進(jìn)行開和關(guān)，可發(fā)出命令，控制傳感器控制器。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】（2）輸出每次測量，傳感器控制器都會輸出測量結(jié)果，可以輸出以下測量結(jié)果。①綜合判定結(jié)果（OR信號）判定多個(gè)處理項(xiàng)目的結(jié)果。如果個(gè)別判定結(jié)果中有1個(gè)為“NG”，綜合判定結(jié)果為“NG”。②并行數(shù)據(jù)輸出（DO0～DO15信號）輸出測量項(xiàng)目的測量值、表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果。③視覺系統(tǒng)傳感器控制器和外部的通信連接歐姆龍視覺系統(tǒng)圖像傳感器控制器與PLC或計(jì)算機(jī)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。歐姆龍視覺傳感器控制器基本控制動(dòng)作為：首先，PLC輸入測量觸發(fā)等控制命令給視覺系統(tǒng)的傳感器控制器，然后視覺系統(tǒng)通過智能相機(jī)來測量，再由傳感器控制器處理并輸出測量結(jié)果給PLC。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】二、歐姆龍視覺系統(tǒng)的通信設(shè)置及測試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(jìn)行通信時(shí)所需的通信設(shè)定。1.通信模塊的設(shè)定（啟動(dòng)設(shè)定）根據(jù)通信模塊，選擇與傳感器控制器通信時(shí)使用的通信方式。（1）從主界面的菜單中，點(diǎn)擊“工具”→“系統(tǒng)設(shè)置”命令。（2）從對話框左側(cè)的樹狀圖中，選擇“系統(tǒng)設(shè)置”→“啟動(dòng)”→“啟動(dòng)設(shè)定”選型，單擊“通信模塊”按鈕。（3）根據(jù)與傳感器控制器連接的通信形態(tài)和連接目標(biāo)單元，選擇通信模塊，并單擊“適用”按鈕。（4）單擊工具欄的“保存”按鈕。（5）在主界面的菜單中單擊“功能”→“控制器再啟動(dòng)”命令。（6）重新啟動(dòng)后，設(shè)定的通信模塊將以初始值運(yùn)行。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】2.通信規(guī)格的設(shè)定設(shè)定輸出控制種類的選擇、輸出信號的動(dòng)作等并行接口的通信規(guī)格。（1）從主界面的菜單中，單擊“工具”→“系統(tǒng)設(shè)置”命令。（2）從對話框左側(cè)的樹狀圖中選擇“系統(tǒng)設(shè)置”→“通信”→“并行”選項(xiàng)。（3）單擊“設(shè)定”按鈕，設(shè)定通信規(guī)格。（4）單擊“適用”按鈕完成通信規(guī)格的設(shè)定。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】3.輸出數(shù)據(jù)的設(shè)定設(shè)定要并行輸出的數(shù)據(jù)，輸出測量項(xiàng)目的測量值及表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果。（1）登錄并行輸出單元。（2）單擊工具欄中的“流程編輯”按鈕。（3）從樹狀圖中，選擇“并行數(shù)據(jù)輸出”選項(xiàng)。（4）單擊“追加（最下部分）”按鈕。（5）流程“并行數(shù)據(jù)輸出”被添加至單元列表（流程）的最下面。（6）設(shè)定要輸出的項(xiàng)目。雙擊流程“并行輸出數(shù)據(jù)”，在彈出的對話框中用表達(dá)式設(shè)定要根據(jù)處理項(xiàng)目的測量值或表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果輸出的內(nèi)容。每個(gè)單元中可設(shè)定8個(gè)（No.0～No.7）表達(dá)式。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】（7）輸出格式（并行數(shù)據(jù)輸出）。在測量單元的單元列表（流程）中，單擊“并行數(shù)據(jù)輸出”圖標(biāo)。在彈出的“并行數(shù)據(jù)輸出”對話框中，單擊“輸出格式”按鈕，在此選擇輸出格式。4.通信測試通信測試用于確認(rèn)與通過并行接口連接的外部設(shè)備通信狀態(tài)，也可確認(rèn)接線和通信設(shè)定是否正確。（1）從主界面的菜單中，單擊“工具”→“系統(tǒng)設(shè)置”命令。（2）從對話框左側(cè)的樹狀圖中選擇“系統(tǒng)設(shè)置”→“通信”→“并行”選項(xiàng)。（3）單擊“通信確認(rèn)”，確認(rèn)輸入、輸出狀態(tài)。（4）每次切換“ON”“OFF”，變更的內(nèi)容將顯示在外部設(shè)備的監(jiān)控器上，請確認(rèn)是否存在問題。（5）測試完成后，單擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉對話框。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【任務(wù)實(shí)施】（7）輸出格式（并行數(shù)據(jù)輸出）。在測量單元的單元列表（流程）中，單擊“并行數(shù)據(jù)輸出”圖標(biāo)。在彈出的“并行數(shù)據(jù)輸出”對話框中，單擊“輸出格式”按鈕，在此選擇輸出格式。4.通信測試通信測試用于確認(rèn)與通過并行接口連接的外部設(shè)備通信狀態(tài)，也可確認(rèn)接線和通信設(shè)定是否正確。（1）從主界面的菜單中，單擊“工具”→“系統(tǒng)設(shè)置”命令。（2）從對話框左側(cè)的樹狀圖中選擇“系統(tǒng)設(shè)置”→“通信”→“并行”選項(xiàng)。（3）單擊“通信確認(rèn)”，確認(rèn)輸入、輸出狀態(tài)。（4）每次切換“ON”“OFF”，變更的內(nèi)容將顯示在外部設(shè)備的監(jiān)控器上，請確認(rèn)是否存在問題。（5）測試完成后，單擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉對話框。任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

【思考與練習(xí)】1.將歐姆龍視覺系統(tǒng)中的智能相機(jī)更換成普通型號的攝像機(jī)是否能夠完成系統(tǒng)功能？2.改變并行輸出格式（二進(jìn)制或BCD碼），是否會影響外部設(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？任務(wù)一歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接

致

謝第二篇

起步

主

編：蔣正炎副主編：張

俊、嵇朋朋、舒曉春2024年9月項(xiàng)目一

工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作項(xiàng)目二西門子PLC編程與調(diào)試項(xiàng)目三威綸觸摸屏的組態(tài)設(shè)計(jì)項(xiàng)目四視覺系統(tǒng)應(yīng)用第二篇

起步

思政小故事——邊境戰(zhàn)士類

愛國戍邊舍己為人——最美奮斗者拉齊尼巴依卡

2021年1月4日，正在校內(nèi)參加培訓(xùn)的拉齊尼巴依卡經(jīng)過學(xué)校人工湖時(shí)，突然聽見求救聲。循聲而去，只見一名兒童落入冰窟。湖水冰冷刺骨，拉齊尼拼盡全力把孩子托出水面，大聲呼喊“救孩子！救孩子！”他始終把孩子高高托起，等眾人將孩子救出水面后，他已沉入冰冷的水中，生命永遠(yuǎn)定格在41歲。項(xiàng)目四視覺系統(tǒng)應(yīng)用

【項(xiàng)目描述】

視覺系統(tǒng)是工作站中不可或缺的部分，它通過智能相機(jī)采集被檢測物體的輪廓、顏色、位置等特征信息，并將這些信息上傳至視覺檢測系統(tǒng)的傳感器控制器和ABB機(jī)器人，ABB機(jī)器人則根據(jù)被識別的物體具有的不同特征而執(zhí)行相對應(yīng)的動(dòng)作，從而完成整個(gè)工作站工作流程。本項(xiàng)目采用歐姆龍F(tuán)HL550機(jī)器視覺系統(tǒng)，使學(xué)生了解視覺檢測系統(tǒng)的工作原理，能夠根據(jù)提示完成視覺檢測系統(tǒng)的連接、設(shè)置、驗(yàn)證及使用等功能操作。任務(wù)二歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用

【任務(wù)要求】

完成了歐姆龍視覺系統(tǒng)的連接及通信設(shè)置，接下來會設(shè)置歐姆龍視覺系統(tǒng)，使其對芯片的顏色、形狀特征進(jìn)行自動(dòng)識別，并驗(yàn)證其有效性。

【任務(wù)目標(biāo)】

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(jìn)行自動(dòng)識別。

2.會驗(yàn)證歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置。

3.增強(qiáng)歐姆龍視覺系統(tǒng)工作時(shí)的安全意識。任務(wù)二歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用

【任務(wù)準(zhǔn)備】

1.知識點(diǎn)準(zhǔn)備（1）歐姆龍視覺系統(tǒng)智能相機(jī)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(diǎn)準(zhǔn)備（1）能夠通過示教器完成吸盤安裝。（2）能夠拾取芯片，并將芯片放置到智能相機(jī)拍照位置。

3.設(shè)備準(zhǔn)備（1）機(jī)器人系統(tǒng)、工具、工件準(zhǔn)備到位。（2）歐姆龍視覺系統(tǒng)通訊暢通?！救蝿?wù)實(shí)施】歐姆龍視覺系統(tǒng)主要應(yīng)用在顏色特征、形狀特征的識別上，并通過處理輸出相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)。本任務(wù)以紅色小方塊為例，對歐姆龍視覺系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，使其自動(dòng)檢測芯片顏色、形狀特征，并驗(yàn)證其檢測結(jié)果。1.設(shè)置芯片檢測流程注意：設(shè)置芯片顏色、形狀特征之前，一定要確保歐姆龍視覺系統(tǒng)通信暢通。（1）以紅色小方塊為例，在此需要檢測其形狀和顏色，所以在右側(cè)選項(xiàng)欄中選擇檢測流程“1.形狀搜索II”和“2.標(biāo)簽”。因?yàn)闄z測之后要輸出檢測數(shù)據(jù)，所以在最后應(yīng)該添加一個(gè)流程“并行數(shù)據(jù)輸出”。（2）添加完所有檢測流程之后，單擊“1.形狀搜索II”左側(cè)的圖標(biāo)，則會進(jìn)入“1.形狀搜索II”界面。（3）“模型登錄”頁面中，單擊“編輯”按鈕，選擇合適的待檢測形狀（例如長方形），然后進(jìn)入“區(qū)域設(shè)定”頁面，在此選擇智能相機(jī)將要搜索的區(qū)域，應(yīng)盡量選得大一些。（4）在“檢測點(diǎn)”頁面中，選擇“指定方法”為“直接指定”。（5）在“測量參數(shù)”頁面中，可以選擇高精度模式和物體檢測角度等。單擊“確定”按鈕完成編輯。任務(wù)二歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用

【任務(wù)實(shí)施】（6）在“1.形狀搜索II”檢測流程編輯完成之后，單擊“2.標(biāo)簽”左側(cè)的圖標(biāo)，進(jìn)入“2.標(biāo)簽”界面，進(jìn)行顏色的編輯和錄入。在“顏色指定”頁面中選擇“自動(dòng)設(shè)定”復(fù)選項(xiàng)后，手動(dòng)拖動(dòng)鼠標(biāo)在當(dāng)前拍攝的物體上抓取顏色，或者手動(dòng)在顏色表中選取顏色。（7）在“測量參數(shù)”頁面的抽取條件中選擇“面積”選項(xiàng)。（8）在“判定”頁面中，編號為“0”的欄改為“標(biāo)簽數(shù)”，并將此欄的最小值更改為“1”，單擊“確定”按鈕完成編輯。（9）最后，單擊“3.并行數(shù)據(jù)輸出”左側(cè)的圖標(biāo)，在“3.并行數(shù)據(jù)輸出”界面的“輸出格式”頁面中選擇“二進(jìn)制”為輸出格式。任務(wù)二歐姆龍視覺系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用

【任務(wù)實(shí)施】二、驗(yàn)證芯片設(shè)置結(jié)果通過機(jī)器人吸盤工具拾取芯片，并放置到智能相機(jī)拍照區(qū)域，將當(dāng)前芯片的形狀和顏色數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭曈X系統(tǒng)進(jìn)行對比，判別當(dāng)前芯片是否符合設(shè)置要求。當(dāng)芯片顏色或形狀不符合要求時(shí)，判定輸出結(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”，所判定輸出結(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”，