模塊三具有視覺功能的工作站現(xiàn)場編程任務(wù)一

認(rèn)識視覺功能任務(wù)四

具有視覺功能的工作站現(xiàn)場編程任務(wù)一

認(rèn)識視覺功能

一般來說，機(jī)器視覺系統(tǒng)包括了照明系統(tǒng)、鏡頭、攝像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。從功能上來看，典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動控制部分。a)串聯(lián)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)b)并聯(lián)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)

具有智能視覺檢測系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)1.掌握工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成2.掌握視覺系統(tǒng)的硬件連接及軟件操作方法。3.工業(yè)相機(jī)、鏡頭和光源以及視覺檢測系統(tǒng)的選型方法。1.能完成視覺識別的軟件設(shè)置。2.能確定靜態(tài)物件的坐標(biāo)位置。3.能熟練地切換視覺系統(tǒng)的應(yīng)用場景，完成視覺檢測程序的調(diào)用。

一、工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)由軟件和硬件兩大部分組成。a)工業(yè)機(jī)器人的視覺b)工業(yè)機(jī)器人的視覺示意圖工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)組成1.硬件

視覺系統(tǒng)的硬件主要由光照系統(tǒng)、鏡頭、攝像機(jī)、部件傳感器、圖像采集卡、PC平臺、外部設(shè)備。鏡頭外部設(shè)備2.軟件1）檢測軟件機(jī)器人視覺軟件用于創(chuàng)建和執(zhí)行程序、處理采集回來的圖像數(shù)據(jù)、以及作出“通過/失?。≒ASS/FAIL)”決定。2）數(shù)字

I/O和網(wǎng)絡(luò)連接通常，使用一張數(shù)字I/O板卡和（或)一張網(wǎng)卡來實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺系統(tǒng)與外界系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的通信。二、工作原理工作原理具體過程一、ABB工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的安裝1.硬件安裝ABB工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的安裝2.軟件安裝IntegratedVision配置環(huán)境是以RobotStudio插件的形式設(shè)計(jì)的，包含在標(biāo)準(zhǔn)安裝中。1)安裝RobotStudio。選擇完全安裝。2)啟動RobotStudio。3)轉(zhuǎn)到菜單條上的控制器選項(xiàng)卡并啟動

IntegratedVision插件。在插件加載完成后，會顯示一個新的選項(xiàng)卡圖像(Vision)。二、軟件的操作1.工件顏色的識別(1)新建一個場景(2)流程編輯新建一個場景單擊“流程編輯”流程編輯(3)輸入圖像(4)模型登錄模型登錄參數(shù)設(shè)置模型登錄模型錄入登錄完成測量參數(shù)界面(5)圖像測量圖像測量結(jié)果2.工件編號的識別(1)流程編輯在主界面點(diǎn)擊“流程編輯”，進(jìn)入“流程編輯界面”。(2)工件編號分類單擊“分類”圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)置界面，將工件錄入相應(yīng)位置。模型登錄登錄完成(3)圖像測量圖像測量3.工件的角度識別(1)追加界面追加界面(2)輸入圖像(3)模型登錄輸入圖像1號工件模型登錄1號工件模型登錄成功(4)進(jìn)行測量參數(shù)的設(shè)置(5)追加“串行數(shù)據(jù)輸出”進(jìn)行測量參數(shù)的設(shè)置追加“串行數(shù)據(jù)輸出”表達(dá)式的設(shè)定輸出格式的設(shè)定(6)圖像測量(7)保存文件測量結(jié)果保存文件—工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)所用相機(jī)的分類1)按照芯片類型可以分為CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)；2)按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機(jī)、面陣相機(jī)；3)按照掃描方式可以分為隔行掃描相機(jī)、逐行掃描相機(jī)；4)按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)；5)按照輸出信號方式可以分為模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī)；6)按照輸出色彩可以分為單色（黑白)相機(jī)、彩色相機(jī)；7)按照輸出信號速度可以分為普通速度相機(jī)、高速相機(jī)；8)按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光（普通)相機(jī)、紅外相機(jī)、紫外相機(jī)等。任務(wù)二

具有視覺功能的工作站現(xiàn)場編程

如圖所示，視覺工業(yè)機(jī)器人的碼垛程序，通過相機(jī)視野內(nèi)目標(biāo)比例的變化來估算目標(biāo)的高度并引導(dǎo)機(jī)器人的運(yùn)動補(bǔ)償目標(biāo)的偏移，不但包括X軸，Y軸和X-Y平面旋轉(zhuǎn)度R，也同時包括Z軸。具有視覺工業(yè)機(jī)器人的碼垛工作站任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)能力目標(biāo)1.掌握視覺系統(tǒng)的硬件連接及軟件安裝方法。2.掌握視覺相機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置與連接方法。3.掌握視覺識別的軟件設(shè)置方法。1.能根據(jù)典型應(yīng)用場景進(jìn)行RFID信息設(shè)置。2.能編寫典型應(yīng)用工作站中視覺、RFID等控制程序。3.能編寫典型應(yīng)用工作站中視覺、RFID等應(yīng)用程序。一、指令簡介1.CamFlush：從攝像頭刪除集合數(shù)據(jù)(1)書寫格式CamFlushCamera(2)應(yīng)用CamFlushmycamera;攝像頭的mycamera集合數(shù)據(jù)被刪除。2.CamGetParameter:獲取不同名稱的攝像頭參數(shù)(1)書寫格式CamGetParameterCameraParName[\Num]|[\Bool]|[\Str](2)應(yīng)用VARboolmybool:=FALSE;...CamGetParametermycamera,"Pattern_1.Tool_Enabled_Status"\BoolVar:=mybool;TPWite"ThecurrentvalueofPattern_1.Tool_Enabled_Statusis:"\Bool:=mybool;獲得命名的布爾參數(shù)Pattern_1.Tool_Enabled_Status并將值寫在FlexPendant上。(3)錯誤處理名稱錯誤原因ERR_CAM_BUSY攝像頭正忙于處理其他請求，無法執(zhí)行當(dāng)前命令。ERR_CAM_COM_TIMEOUT與攝像頭通信錯誤。攝像頭可能已斷開。ERR_CAM_GET_MISMATCH用CamGetParameter指令從攝像頭獲取的參數(shù)的數(shù)據(jù)類型錯誤。3.CamGetResult：從集合獲取攝像頭目標(biāo)(1)書寫格式CamGetResultCameraCamTarget[\SceneId][\MaxTime](2)程序執(zhí)行CamGetResult從圖像結(jié)果集合獲取攝像頭目標(biāo)。SceneId僅在已經(jīng)從指令CamReqImage請求了圖像時可用。(3)應(yīng)用VARnummysceneid;VARcameratargetmycamtarget;...CamReqImagemycamera\SceneId:=mysceneid;CamGetResultmycamera,mycamtarget\SceneId:=mysceneid;(4)錯誤處理名稱錯誤原因ERR_CAM_BUSY攝像頭正忙于處理其他請求，無法執(zhí)行當(dāng)前命令。ERR_CAM_MAXTIME在超時時間不能獲取任何結(jié)果。ERR_CAM_NO_MORE_DATA不能為已經(jīng)使用的SceneId獲取更多圖像結(jié)果，否則在超時時間無法獲取結(jié)果。4.CamLoadJob：加載攝像頭任務(wù)到攝像頭(1)書寫格式CamLoadJobCameraJobName[\KeepTargets][\MaxTime](2)程序執(zhí)行CamLoadJob的執(zhí)行將會等到作業(yè)加載完畢或經(jīng)過超時錯誤失敗。(3)應(yīng)用CamSetProgramModemycamera;CamLoadJobmycamera,"myjob.job";CamSetRunModemycamera;(4)錯誤處理名稱錯誤原因ERR_CAM_BUSY攝像頭正忙于處理其他請求，無法執(zhí)行當(dāng)前命令。ERR_CAM_COM_TIMEOUT與攝像頭通信錯誤。攝像頭可能已斷開。ERR_CAM_MAXTIME攝像頭作業(yè)不會在超時時間加載。ERR_CAM_NO_PROGMODE攝像頭未處于編程模式(5)限制當(dāng)攝像頭設(shè)置為編程模式時，才可以執(zhí)行CamLoadJob。5.CamReqImage:命令攝像頭采集圖像(1)書寫格式CamReqImageCamera[\SceneId][\KeepTargets][\AwaitComplete](2)程序執(zhí)行CamReqImage用于命令指定攝像頭采集圖像。(3)應(yīng)用CamReqImagemycamera;(4)錯誤處理名稱錯誤原因ERR_CAM_BUSY攝像頭正忙于處理其他請求，無法執(zhí)行當(dāng)前命令。ERR_CAM_COM_TIMEOUT與攝像頭通信錯誤。攝像頭可能已斷開。ERR_CAM_NO_RUNMODE攝像頭未處于運(yùn)行模式ERR_CAM_REQ_IMAGE相機(jī)無法生成任何圖像結(jié)果(5)限制當(dāng)攝像頭設(shè)置為運(yùn)行模式時，才可以執(zhí)行CamReqImage。6.CamSetExposure：設(shè)置具體攝像頭的數(shù)據(jù)(1)書寫格式CamSetExposureCamera[\ExposureTime][\Brightness][\Contrast](2)程序執(zhí)行如果具體攝像頭的對應(yīng)參數(shù)可能更新，則此指令更新曝光時間、亮度和對比度(3)應(yīng)用CamSetExposuremycamera\ExposureTime:=10;(4)錯誤處理ERR_CAM_COM_TIMEOUT，與攝像頭通信錯誤。7.CamSetParameter：設(shè)置不同名稱的攝像頭參數(shù)(1)書寫格式CamSetParameterCameraParName[\Num]|[\Bool]|[\Str](2)應(yīng)用CamSetParametermycamera,"Pattern_1.Tool_Enabled"\BoolVal:=FALSE;CamSetRunModemycamera;(3)錯誤處理名稱錯誤原因ERR_CAM_BUSY攝像頭正忙于處理其他請求，無法執(zhí)行當(dāng)前命令。ERR_CAM_COM_TIMEOUT與攝像頭通信錯誤。攝像頭可能已斷開。ERR_CAM_SET_MISMATCH使用命令CamSetParameter寫入攝像頭的參數(shù)數(shù)據(jù)類型錯誤，或者其值超出范圍。8.CamSetProgramMode：命令攝像頭進(jìn)入編程模式(1)書寫格式CamSetProgramModeCamera(2)程序執(zhí)行當(dāng)使用CamSetProgramMode指令命令攝像頭進(jìn)入編程模式時，可以修改設(shè)置并加載作業(yè)到攝像頭。(3)應(yīng)用CamSetProgramModemycamera;CamLoadJobmycamera,"myjob.job";CamSetRunModemycamera;...9.CamSetRunMode：命令攝像頭進(jìn)入運(yùn)行模式(1)書寫格式CamSetRunModeCamera(2)程序執(zhí)行在使用CamSetRunMode命令攝像頭進(jìn)入運(yùn)行模式時，可以開始采集圖像。(3)應(yīng)用CamSetProgramModemycamera;CamLoadJobmycamera,"myjob.job";...CamSetRunModemycamera;10.CamStartLoadJob：開始加載攝像頭任務(wù)到攝像頭(1)書寫格式CamStartLoadJobCameraName[\KeepTargets](2)程序執(zhí)行CamStartLoadJob的執(zhí)行將會命令開始加載，然后無需等待加載完成直接繼續(xù)下一個指令，如果使用了可選參數(shù)\KeepTargets，則不會刪除指定攝像頭的舊集合數(shù)據(jù)。(3)應(yīng)用...CamStartLoadJobmycamera,"myjob.job";MoveLp1,v1000,fine,tool2;CamWaitLoadJobmycamera;CamSetRunModemycamera;CamReqImagemycamera;...(4)限制當(dāng)攝像頭設(shè)置為編程模式時，才可以執(zhí)行CamStartLoadJob。11.CamWaitLoadJob：等待攝像頭任務(wù)加載完畢(1)書寫格式CamWaitLoadJobCamera(2)應(yīng)用...CamStartLoadJobmycamera,"myjob.job";MoveLp1,v1000,fine,tool2;CamWaitLoadJobmycamera;CamSetRunModemycamera;CamReqImagemycamera;...(3)錯誤處理ERR_CAM_COM_TIMEOUT，與攝像頭通信錯誤。攝像頭可能已斷開。(4)限制當(dāng)攝像頭設(shè)置為編程模式時，才可以執(zhí)行CamWaitLoadJob。二、函數(shù)1.CamGetExposure：獲取具體攝像頭的數(shù)據(jù)(1)書寫格式CamGetExposure(Camera[\ExposureTime][\Brightness][\Contrast])(2)應(yīng)用VARnumexposuretime;...exposuretime:=CamGetExposure(mycamera\ExposureTime);IFexposuretime=10THENCamSetExposuremycamera\ExposureTime:=9.5;ENDIF(3)返回值數(shù)據(jù)類型：num，從攝像頭以數(shù)值方式返回的曝光時間、亮度或?qū)Ρ榷戎械哪硞€設(shè)置。2.CamGetLoadedJob：獲取所加載攝像頭任務(wù)的名稱(1)書寫格式CamGetLoadedJob(Camera)(2)程序執(zhí)行CamGetLoadedJob函數(shù)從攝像頭獲取當(dāng)前加載的作業(yè)名稱。

(3)應(yīng)用VARstringcurrentjob;...currentjob:=CamGetLoadedJob(mycamera);IFCurrentJob=""THENTPWrite"Nojobloadedincamera"+CamGetName(mycamera);ELSETPWrite"Job"+CurrentJob+"isloadedincamera""+CamGetName(mycamera);ENDIF(4)返回值數(shù)據(jù)類型：string，指定攝像頭當(dāng)前加載的作業(yè)名稱。3.CamGetName：獲取所使用攝像頭的名稱(1)書寫格式CamGetName(Camera)(2)應(yīng)用...logcameranamecamera1;CamReqImagecamera1;...logcameranamecamera2;CamReqImagecamera2;...PROClogcameraname(VARcameradevcamdev)TPWrite"Nowusingcamera:"+CamGetName(camdev);ENDPROC(3)返回值數(shù)據(jù)類型：string，當(dāng)前使用的攝像頭的名稱以字符串返回。4.CamNumberOfResults：獲取可用結(jié)果的數(shù)量(1)書寫格式CamNumberOfResults(Camera[\SceneId])(2)程序執(zhí)行CamNumberOfResults是讀取可用圖像結(jié)果數(shù)量，并將其以數(shù)值方式返回的函數(shù)。(3)應(yīng)用VARnumfoundparts;...CamReqImagemycamera;WaitTime1;FoundParts:=CamNumberOfResults(mycamera);(4)返回值數(shù)據(jù)類型：num，返回指定攝像頭集合中結(jié)果的數(shù)量。一、管理程序1.啟動程序(1)作用啟動程序的情況情況影響斷電1)攝像頭將丟失作業(yè)。2)控制器將丟失“輸出到RAPID”配置?？刂破髦貑?)控制器將丟失攝像頭、程序模式/運(yùn)行模式的當(dāng)前狀態(tài)。2)控制器將丟失“輸出到RAPID”配置。(2)程序2.運(yùn)行時間內(nèi)啟用和禁用圖像工具(1)作用在提前知道要觀看圖像中哪種類型的部件時，可將目前不需要的圖像工具禁用，以縮短攝像頭的處理時間。(2)程序此步驟顯示如何打開和關(guān)閉工具，以縮短攝像頭的處理時間。3.避免超出攝像頭的存儲空間(1)作用攝像頭的閃存盤存儲容量有限。如果機(jī)器人單元需要執(zhí)行很多不同的作業(yè)，有時候攝像頭可能會無法存儲下所有作業(yè)。(2)程序4.備份攝像頭到控制器(1)作用在執(zhí)行機(jī)器人控制器的常規(guī)備份時，攝像頭的內(nèi)容并不會自動備份?？梢杂脕碜鳛閳?zhí)行常規(guī)備份時調(diào)用的服務(wù)例行程序。(2)程序5.總是檢查確認(rèn)圖像目標(biāo)在預(yù)期限制內(nèi)(1)作用使用傳感器時，在視圖接近機(jī)器人的位置前，務(wù)必要始終確保探測位置處在預(yù)期的工作空間內(nèi)。(2)程序二、應(yīng)用程序1.將不同類型的項(xiàng)目分類(1)作用1)先安排一個圖像作業(yè)，用于區(qū)分兩種不同芯片類型2)配置輸出到RAPID，以便RAPID程序能獲取對象的位置和類型。3)將RAPID程序編程為獲取圖像對象，并在操作前檢查其類型。分類(2)作業(yè)步驟依靠現(xiàn)有的圖像工具，此問題有多種不同解決方法。在本例中，使用了兩款不同的部件定位工具(PatMax?)，并針對兩種產(chǎn)品類型之間的區(qū)分特征字母A和B進(jìn)行安排。(3)編寫RAPID程序...CamGetResultmycamera,mycamtarget;IF="A_Chip"THEN!DosomethingwiththeA-ChipELSEIF="B_Chip"THEN!DosomethingwiththeB-ChipENDIF...2.尋找同一類型的多個項(xiàng)目(1)作用圖像任務(wù)常常涉及尋找散布在攝像頭視野中的同一類型的多個項(xiàng)目。配置這樣的任務(wù)需要進(jìn)行圖像作業(yè)和RAPID程序的某些配置。(2)作業(yè)步驟1)一般使用一個能找到多個項(xiàng)目的圖像工具PatMax[1-10]或Blob[1-10]。2)在OutputtoRAPID（輸出到RAPID)對話框中，圖像工具被鏈接到單一的項(xiàng)目類型，如稱為Part_A。這意味著對每個找到的項(xiàng)目，將產(chǎn)生一個名稱屬性為Part_A的攝像頭目標(biāo)，并發(fā)送到圖像隊(duì)列。3)RAPID程序的任務(wù)是遍歷每個產(chǎn)生的cameratarget并選取相應(yīng)的對象。3.ABB機(jī)器人視覺通訊(1)socket的創(chuàng)建1)新建一個機(jī)器人系統(tǒng)，注意建立系統(tǒng)時加入pc-interface選項(xiàng)。PC-INTERFACE選項(xiàng)新建一個機(jī)器人系統(tǒng)2)為了避免之前的連接沒有關(guān)閉，先插入socketclose指令，后面的socket1為自己新建的socketdev類型的變量。3)插入建立連接SocketConnect。避免關(guān)閉連接建立連接SocketConnect4)在建立成功后，插入TPWrite指令5)接下去可以收發(fā)數(shù)據(jù)，此處示例為client先發(fā)送數(shù)據(jù)給server，再接受server發(fā)送回來的數(shù)據(jù)。6)SocketSend后面可以發(fā)送string或者byte數(shù)組，具體可以選擇不同可選變量。7)發(fā)送完畢后，client接受到server發(fā)回的數(shù)據(jù)并寫屏。(2)數(shù)據(jù)關(guān)鍵信息的提取1)相機(jī)通常發(fā)送字符串給機(jī)器人。相機(jī)發(fā)送字符串給機(jī)器人2)如果機(jī)器人收到上述字符串，如何把字符串提取出來并付給變量deltaX，deltaY，和thetaZ？3)建立若干num變量，用以存儲過程數(shù)據(jù)，比如StartBit1，表示x的數(shù)據(jù)從第幾位開始，Endbit1表示x的數(shù)據(jù)結(jié)束是第幾位，Lenbit1表示x數(shù)據(jù)的長度，s1表示提取的x的值的字符串。4)先假設(shè)x的第一位是1，給Startbit1賦值為1。5)插入函數(shù)strfind,查找第一個“，”在第幾位，得到EndBit1值。相機(jī)發(fā)送字符串給機(jī)器人6)EndBit1減去StartBit1就是x的數(shù)據(jù)長度。7)同理得到y(tǒng)和theta的信息。x的數(shù)據(jù)長度y和theta的信息8)通過StrPart函數(shù)，提取從StartBit1開始到LenBit1結(jié)束的字符串，即x的值的字符串。9)同理得到y(tǒng)和z的字符串。10)通過StrToVal函數(shù)，把s1轉(zhuǎn)為num型，付給delta_x,StrToVal函數(shù)的反饋值為bool量，即轉(zhuǎn)換成功為true不成功為false。11)同理得到delta_y和delta_theta。12)成功后可以寫屏測試。x的值的字符串寫屏測試(3)關(guān)鍵信息與點(diǎn)位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化(4)關(guān)鍵信息與坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化通過相機(jī)尋找物體特征點(diǎn)并調(diào)整工件坐標(biāo)系的oframe為常見做法。(5)相機(jī)socket機(jī)器人移動實(shí)例a)工件坐標(biāo)系b)原點(diǎn)校準(zhǔn)調(diào)整工件坐標(biāo)三、具有視覺系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人裝配程序的編制1.機(jī)器人獲取相機(jī)圖像數(shù)據(jù)程序2.相機(jī)通信主程序3.基于視覺的法蘭裝配程序(1)基于視覺的關(guān)節(jié)裝配流程基于視覺的關(guān)節(jié)裝配流程(2)調(diào)整抓取目標(biāo)點(diǎn)的方法(3)工業(yè)機(jī)器人示教關(guān)節(jié)法蘭抓取基準(zhǔn)點(diǎn)的步驟(4)基于視覺的關(guān)節(jié)法蘭裝配程序機(jī)器人抓取法蘭安裝吸盤放關(guān)節(jié)法蘭機(jī)器人移動到關(guān)節(jié)法蘭抓取位置四、RFID接口及使用1.RFID接口屬性說明接口功能Command命令/響應(yīng)Stepno步序（工序)state工件狀態(tài)（類型)name操作者標(biāo)識（以字符或數(shù)字組合，最長8位)Date日期（系統(tǒng)生成，無需操作)time時間（系統(tǒng)生成，無需操作)2.RFID控制接口指令功能10寫數(shù)據(jù)20讀數(shù)據(jù)30復(fù)位狀態(tài)字指令功能指令功能11寫完成21讀完成10寫入中20讀取中12寫入錯誤22讀取錯誤100待機(jī)31復(fù)位成101有芯片在工作區(qū)30復(fù)位中

32復(fù)位錯誤控制字3.復(fù)位程序mand:=30;RFID復(fù)位WaitUntilmand=31;等待復(fù)位完成mand:=0;