工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用第7章

視覺分揀系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)及編程工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用7.1?？低曇曈X系統(tǒng)及硬件安裝7.1?？低曇曈X系統(tǒng)及硬件安裝3

機(jī)器視覺主要利用工業(yè)級(jí)智能相機(jī)處理系統(tǒng)對(duì)物塊的顏色進(jìn)行識(shí)別，從而完成物塊的分揀，視覺系統(tǒng)由工業(yè)相機(jī)及視覺控制系統(tǒng)構(gòu)成。工業(yè)相機(jī)視覺控制系統(tǒng)1.視覺系統(tǒng)的組成7.1海康威視視覺攝像頭的硬件安裝42.視覺系統(tǒng)功能

相機(jī)對(duì)工業(yè)機(jī)器人抓取的物體進(jìn)行視覺識(shí)別，并且把被識(shí)別的物體的顏色、形狀、位置等特征信息發(fā)送給中央控制器和機(jī)器人控制器，根據(jù)被識(shí)別的物體具有的不同特征而執(zhí)行不同的相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，從而完成整個(gè)工作站流程。7.1?？低曇曈X攝像頭的硬件安裝53.設(shè)備接口（1）視覺控制器及接口7.1?？低曇曈X攝像頭的硬件安裝6（2）千兆網(wǎng)口工業(yè)相機(jī)及接口工業(yè)機(jī)器人崗位能力培養(yǎng)及應(yīng)用7.2視覺分揀應(yīng)用編程7.2視覺分揀攝像頭編程8步驟一：?jiǎn)螕粲?jì)算機(jī)右下角的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置圖標(biāo)

；步驟二：選擇打開網(wǎng)絡(luò)和共享中心進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)設(shè)置界面如圖所示。網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一、計(jì)算機(jī)IP地址的設(shè)置7.2視覺分揀攝像頭編程9步驟三：在網(wǎng)絡(luò)和共享中心界面選擇以太網(wǎng)，更改適配器選項(xiàng)。步驟四：選擇以太網(wǎng)，進(jìn)入以太網(wǎng)屬性界面，選擇網(wǎng)絡(luò)找到internet協(xié)議版本4TCP（IPv4），設(shè)置IP地址：192.168.0.10，與相機(jī)在同一網(wǎng)段。

更改適配器設(shè)置更改IP地址7.2視覺分揀應(yīng)用編程101.啟動(dòng)軟件

雙擊電腦桌面

VisionMaster軟件，彈出VisionMaster客戶端啟動(dòng)引導(dǎo)界面。界面中包含方案類型選擇、最近打開方案、學(xué)習(xí)使用VISIONMASTER、查看示例方案、獲取更多支持和幫助，如圖所示。方案類型選擇：包含“通用方案，定位測(cè)量，缺陷檢測(cè)，用于識(shí)別”四個(gè)模塊，其中通用方案包含后三個(gè)模塊，用戶可根據(jù)所需方案編輯類型進(jìn)行選擇。最近打開方案：最近打開的方案記錄，可快速打開最近打開的方案。學(xué)習(xí)使用VISIONMASTER：打VisionMaster用戶手冊(cè)。查看示例方案：可以查看VisionMaster內(nèi)部示例方案。獲取更多支持和幫助：進(jìn)入?？低暪倬W(wǎng)。不再顯示：勾選后打開軟件直接進(jìn)入主界面。二、視覺編程7.2視覺分揀應(yīng)用編程112.方案選擇

（1）在圖1-1方案類型選擇中選擇通用方案即可進(jìn)入VisionMaster主界面，主界面如圖所示。區(qū)域1：工具箱模塊，包含圖像采集，定位，測(cè)量，識(shí)別，標(biāo)定，對(duì)位，圖像處理，顏色處理，缺陷檢測(cè)，邏輯工具，通信等功能模塊。區(qū)域2：流程編輯模塊。區(qū)域3：圖像顯示模塊。區(qū)域4：結(jié)果顯示模塊，可以查看當(dāng)前結(jié)果、歷史結(jié)果和幫助信息。區(qū)域5：狀態(tài)顯示模塊，顯示所選單個(gè)工具運(yùn)行時(shí)間，總流程運(yùn)行時(shí)間和算法耗時(shí)。主頁(yè)面7.2視覺分揀應(yīng)用編程12（2）工具條中的相關(guān)操作按鈕能快速、方便的對(duì)相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作，每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)的含義如圖所示。新建方案：新建一個(gè)方案。保存方案：在操作區(qū)連接相應(yīng)工程后使用該按鈕可保存工程方案文件到本地。打開方案：加載存在本地的工程方案文件。流程視圖切換：切換至目標(biāo)流程。上一層：?jiǎn)螕舴祷厣弦患?jí)，僅在Group中有效，如圖所示。Group工具條7.2視覺分揀應(yīng)用編程13全流程：當(dāng)建立多個(gè)流程時(shí)，打開后就可以顯示自己建立的所有流程，可以單擊指定的一個(gè)或多個(gè)流程讓指定流程運(yùn)行，還能直接查看該流程運(yùn)行次數(shù)和單次運(yùn)行時(shí)間，右擊單個(gè)流程可刪除流程、設(shè)置連續(xù)運(yùn)行間隔、重命名流程。全局變量：點(diǎn)擊最多可設(shè)置32個(gè)全局變量，定義每個(gè)變量名稱、類型、當(dāng)前值和通信字符串的值。啟用通信初始化后，將可以通過(guò)配置通信字符串，實(shí)現(xiàn)對(duì)全局變量初始值的設(shè)置。全流程全局變量7.2視覺分揀應(yīng)用編程14單次運(yùn)行：?jiǎn)螕艉髥未螆?zhí)行流程。連續(xù)運(yùn)行：?jiǎn)螕艉筮B續(xù)執(zhí)行流程。停止運(yùn)行：需要中斷或提前終止方案操作的情況下，單擊“停止運(yùn)行”按鈕即可。運(yùn)行界面：可以根據(jù)自己需要自定義顯示界面。數(shù)據(jù)隊(duì)列：數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從數(shù)據(jù)隊(duì)列接收數(shù)據(jù)前需要先建立數(shù)據(jù)隊(duì)列，單擊“全流程”后選擇數(shù)據(jù)隊(duì)列，添加不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)隊(duì)列。已存在的隊(duì)列中均有值時(shí)才可以正常接收，否則接收模塊返回錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)隊(duì)列設(shè)置如下。通信管理通信管理：可以設(shè)置通信協(xié)議以及通信參數(shù)，支持TCP、UDP和串口通信。7.2視覺分揀應(yīng)用編程15（3）視覺工具介紹工具欄區(qū)的工具主要包含常用工具、采集、定位、測(cè)量、識(shí)別、標(biāo)定、圖像處理、顏色處理、缺陷檢測(cè)、邏輯工具和通信等工具。常用工具：可以自定義經(jīng)常用到的工具。采集：分為相機(jī)數(shù)據(jù)采集、本地圖像采集和存儲(chǔ)圖像。定位、測(cè)量、識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、標(biāo)定、圖像處理、顏色處理、缺陷檢測(cè)、邏輯工具等模塊都屬于視覺處理工具，可以依據(jù)方案需求來(lái)選擇相應(yīng)的算法模塊組合使用。通信：有IO通信、ModBus協(xié)議通信和PLC通信，可以配合通信管理、數(shù)據(jù)隊(duì)列等接收和發(fā)送信息。IO通信僅支持我司視覺控制器使用。3.相機(jī)設(shè)置（1）在主界面菜單欄快捷工具條里面，找到相機(jī)圖標(biāo)進(jìn)入相機(jī)管理。（2）在相機(jī)管理界面點(diǎn)擊設(shè)備列表添加0全局相機(jī)如圖所示。7.2視覺分揀應(yīng)用編程16

在全局相機(jī)列表下，在選擇相機(jī)欄下拉可看到當(dāng)前在線的所有相機(jī)，選擇想要連接的相機(jī)。依據(jù)方案需求，配置相應(yīng)的相機(jī)參數(shù)。點(diǎn)擊常用參數(shù)進(jìn)行相機(jī)的選擇，本案例相機(jī)選擇為HIKVISION、像素格式：可以設(shè)置像素格式為RGB8、曝光時(shí)間可更據(jù)現(xiàn)場(chǎng)編程的情況修改（建議修改為6000-10000）如圖所示。7.2視覺分揀應(yīng)用編程17雙擊相機(jī)圖標(biāo)可以進(jìn)行常用參數(shù)設(shè)置，觸發(fā)設(shè)置。選擇相機(jī)：可以選擇當(dāng)前局域網(wǎng)內(nèi)在線的GigE、線陣相機(jī)或者U3V相機(jī)進(jìn)行連接。圖像寬度、圖像高度：可以查看并設(shè)置當(dāng)前被連接相機(jī)的圖像寬度和高度。幀率：可以設(shè)置當(dāng)前被連接相機(jī)的幀率，幀率影響采圖的快慢。實(shí)際幀率：當(dāng)前相機(jī)的實(shí)時(shí)采集幀率。曝光時(shí)間：當(dāng)前打開的相機(jī)的曝光時(shí)間，曝光影響圖像的亮度。像素格式：像素格式有兩種，分別是Mono8和RGB8Ppacked。斷線重連時(shí)間：當(dāng)相機(jī)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)等因素?cái)嚅_時(shí)，在該時(shí)間內(nèi)，模塊會(huì)進(jìn)行重連操作。增益：在不增加曝光值的情況下，通過(guò)增加增益來(lái)提高亮度。Gamma：調(diào)整的是對(duì)比度，默認(rèn)值是1，Gamma值在0~1時(shí)會(huì)使圖像亮度提升，值在1~4之間，導(dǎo)致亮度更暗。行頻：當(dāng)連接的相機(jī)是線陣相機(jī)時(shí)，可以設(shè)置相機(jī)的行頻。實(shí)際行頻：實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的行頻。3.在全局相機(jī)列表下單擊觸發(fā)設(shè)置，觸發(fā)源修改為SOFTWARE。觸發(fā)源：可以根據(jù)需要選擇觸發(fā)源，其中軟觸發(fā)為VisionMaster控制觸發(fā)相機(jī)，也可接硬觸發(fā)，需要配合外部的硬件進(jìn)行觸發(fā)設(shè)置。7.2視覺分揀應(yīng)用編程18步驟四：通信設(shè)置1.工具條中的相關(guān)操作按鈕能快速、方便的對(duì)相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作主界面中快捷工具條在菜單欄下面，找到通信管理如下圖所示2.雙擊進(jìn)入通信管理界面點(diǎn)擊添加圖標(biāo)，添加新設(shè)備列表，選擇通信協(xié)議及通信參數(shù)本項(xiàng)目的通信協(xié)議為TCP服務(wù)端。協(xié)議類型及設(shè)備名稱為TCP服務(wù)端，通信參數(shù)本地端口為3000，本地IP為192.168.1.20如圖所示雙擊通信管理圖標(biāo)可以進(jìn)行通信協(xié)議選擇、通信參數(shù)設(shè)置。通信管理：可以設(shè)置通信協(xié)議以及通信參數(shù)，支持TCP、UDP和串口通信。7.2視覺分揀應(yīng)用編程19步驟五：圖像源設(shè)置1.在工具箱采集功能里面拖動(dòng)“圖像源”模塊到流程編輯區(qū)，雙擊圖像源模塊進(jìn)入圖像源基本參數(shù)設(shè)置。圖像源選擇相機(jī)、關(guān)聯(lián)相機(jī)選擇0全局相機(jī)如下圖所示雙擊圖像源可以進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)置，主要參數(shù)有圖像源、關(guān)聯(lián)相機(jī)、控制曝光、控制增益和觸發(fā)設(shè)置像素格式：可以設(shè)置像素格式為MONO8或RGB24。取圖間隔：可以設(shè)置自動(dòng)切換的取圖間隔時(shí)長(zhǎng)，單位為ms。方案存圖：可以設(shè)置保存方案時(shí)是否包括本地圖片。自動(dòng)切換：每次運(yùn)行會(huì)切換到下一張圖像。字符觸發(fā)使能：通過(guò)外部通信控制功能模塊是否運(yùn)行，此工具通常配合通信管理使用，有以下三種情況：-流程內(nèi)未開啟字符觸發(fā)以及開啟字符觸發(fā)但字符不一致的兩種情況，都不會(huì)觸發(fā)運(yùn)行；-開啟字符觸發(fā)，不配置任何字符，無(wú)論發(fā)送任何字符都可以進(jìn)行觸發(fā)；-開啟字符觸發(fā)，配置字符，需要與配置的字符一致才可以觸發(fā)，相機(jī)方案中的字符觸發(fā)使能也是如此。7.2視覺分揀應(yīng)用編程20步驟六：顏色處理

在工具箱顏色處理功能里面拖動(dòng)“顏色抽取”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊顏色抽取模塊進(jìn)入顏色抽取界面進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，顏色區(qū)域采集并顯示在抽取列表。7.2視覺分揀應(yīng)用編程21步驟七：Blob分析在工具箱定位功能里面拖動(dòng)“Blob分析”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊Blob分析模塊進(jìn)入Blob分析界面進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，極性為亮于背景、面積范圍為10000。7.2視覺分揀應(yīng)用編程22步驟八：格式化在工具箱測(cè)量功能里面拖動(dòng)“格式化”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊格式化模塊進(jìn)入格式化界面進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。7.2視覺分揀應(yīng)用編程23步驟九：分支字符

在工具箱邏輯工具模塊里面拖動(dòng)“分支字符”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊分支字符進(jìn)入分支字符界面進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，輸入文本、分支參數(shù)。7.2視覺分揀應(yīng)用編程24步驟十：格式化

在工具箱邏輯工具模塊里面拖動(dòng)“格式化”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊格式化符進(jìn)入格式化界面進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，文本依次插入銀色、紅色、金色、綠色。7.2視覺分揀應(yīng)用編程25步驟十一：發(fā)送數(shù)據(jù)在工具箱通信功能里面拖動(dòng)“發(fā)送數(shù)據(jù)”模塊到流程編輯區(qū)，進(jìn)行功能模塊連接。雙擊發(fā)送數(shù)據(jù)模塊進(jìn)入發(fā)送數(shù)據(jù)界面進(jìn)行基本參數(shù)設(shè)置（通