SRP项目结题（机器视觉在工业机器人上的应用）ppt课件

1、SRP项目总结,目录,一、项目要求 二、视觉传感器模块 三、PLC模块 四、机械手模块,一、项目要求,1） 对广州数控机器人的应用程序的编写 2） 康耐视视觉传感器的应用 3 ）使用PLC将视觉传感器与工业机器人连接起来，用于工件的分拣与搬运 4 ）实验样机的线路设计，程序编写与调试 预期目标 样机实现功能：利用视觉传感器将不同的工件进行分拣，同类型的工件进行搬运入库码垛,返回,二、视觉传感器模块,机器视觉的技术趋势 高速化、高分辨率、彩色 低功耗、智能化、模块化、傻瓜化 先进数字网络 价格下降、使用方便，向中低端应用扩展 性能提高、可靠性提高，解决复杂高端问题 行业应用增加 分工细化，利润在

2、价值链中的重新分配 与相关技术结合更加紧密,具备智能型视觉工具， 并可在实际环境条件下操作。使用In-sight Explorer软件可以进行各类型的函数参数设计。此外，In-Sight系统，可与PLC、机械手网络及PC设备接合。 机器视觉应用分类 1、测量（角度、长度等） 2、检测（产品质量、瑕疵） 3、定位（定位加工） 4、识别（识别条形码、颜色、形状等）,In-Sight视觉系统,传统机器视觉系统基本构成,视觉传感器在工业机器人上的应用研究,本次项目为视觉传感器在工业机器人上的应用研究，利用可编程控制器、视觉传感器与机器人结合分拣不同形状物件。 由视觉传感器检测不同形状物件，经计算机分析

3、图像、辨别，输出信号给可编程控制器，最后由机械手抓取物件、搬运，完成 “识别 抓取 搬运”的流程。,目标位置 相机 图像数据 计算机 机器人 PLC,工作流程：,视觉系统成象原理 视野(FOV)或现场是相机及光学系统“看”到的真实世界的具体部分。 CCD芯片将光能转化为电能。 相机将此信息以模拟信号的格式输出至图象采集卡。 AD 转换器将模拟信号转换成 8 位（或多位）的数字信号。每个象素独立地把光强以灰度值（Gray level）的形式表达。 这些光强值从CCD芯片的矩阵中被存储在内存的矩阵数据结构中。,视觉系统成象原理,灰度值（Gray Level） 象素光强弱信息的表示 灰度值为真实世界

4、图象量化的表现方法。通常灰度值从最黑到最白为0 255。 光线进入CCD象素，如果光强达到CCD感应的极限，此象素为纯白色。对应于内存中该象素灰度值为255。 如果完全没有光线进入CCD象素，此象素为纯黑色。对应于内存中该象素灰度值为0。,当相机（或光源）下有物品时，物品表面会反射光源，反射光被相机接收后，经计算机软件生成由象素灰度值形成的图像。示意图如a、b图所示,相机接收反射光源成像,图b,识别原理： 利用物品形状的不同，反射光源面积大小的不同，使得生成的图像的象素灰度值的大小不同，从而进行物品的识别。 本次项目，利用视觉系统识别的物件有三种，分别为方形、圆形以及六边形。如下图所示：,视觉

5、系统的识别程序,定位,选取固定区域,计算区域内的灰度直方图,灰度平均值,灰度值比较,一、定位,1.打开工具栏菜单：图案匹配FindPatterns ,双击FindPatterns。 2.选中模板区域和搜寻区域，模板区域如图1检测框位置所示。,图1,二、选取固定区域,1.打开工具栏菜单：打开储存固定区域Region ,双击Region。 2.选中模板区域，模板区域如图2红色检测框位置所示。,图2,三、计算区域内的灰度直方图,1.打开工具栏菜单：输入Extracthistogram ，双击。 2.选中外部区域，外部区域选择Region，如图3所示,图3,程序生成图像识别效果图,方形：out0、ou

6、t1均有 输出信号传给PLC,圆形：只有out1有输出信号传给PLC,返回,三、PLC模块,1）PLC选取 SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比，在整个项目中我们对PLC没有特殊的要求因此选用了比较大众的西门子PLC S7-200。,2）PLC在项目中体现的作用 在项目中需要做到的重点是视觉部分与机械手的配合工作，而PLC将是它们之间建立关系的重要桥梁。视觉模块分辨三种形状的思路是：该系列视觉传感器有两个信号端，因此

7、将信号端输入情况分为 一个信号端有信号、两个信号端都有信号和两个信号端都没有信号，而这些需通过PLC的转化将信号发送给机械手从而产生抓取分拣运行过程。,3）连线部分 电源部分：220V交流电源经过转化产生24V直流电连接于PLC输出端即Q端最右侧L与M处 PLC与变频器连接：变频器驱动电机，因需求只要皮带匀速即可，所以只采用变频器的RL（低速）、SD（24V)、SIF（正转）端口连接于PLC输出端口。 PLC与视觉传感器连接：传感器HSOUT0与HSOUT1连接于PLC输入端口，两条电源线火线零线连接于L与M，类似3条线接近传感器连法。 PLC与机械手连接：PLC的输出端是机械手的输入端（机械

8、手内部有一个PLC），将PLC的Q端连接于机械手机柜内部的继电器上从而可以在外部的PLC上产生信号控制机械手动作。,4）程序部分 因为在本项目中PLC作用只在于比较小的几个方面（驱动皮带电机、视觉传感信号转为Q输出给机械手、简单按键操作），所以此次PLC程序亦比较简单，下面简要简述一下：,I/Q端口 I端口： Q端口 I0.0：急停按钮 Q0.0: 抓取位置确定传感器输出口 I0.1：手动分拣圆形 Q0.1: I1.1触发输出 I0.5：开启按钮 Q0.2: I1.0触发输出 I0.6：关闭按钮 Q0.3: 绿灯 I0.7：手动分拣正方形 Q0.4: 红灯 I1.0：视觉传感信号端HSOUT1

9、 Q0.5: 视觉传感器Y端 I1.1：视觉传感信号端HSOUT0 Q0.6: 推料 I1.3：皮带确定抓取位置的传感器 Q0.7: PL Q1.0: SD Q1.1:SIT,返回,四、机器人模块,RB系列工业机器人是广州数控设备有限公司自主研发生产，具有独立知识产权的最新产品，以先进的电器控制柜和示教盒，使其运动速度更快，精度更高，安全性更优越，功能更强大。 由机器人本体，控制器，示教盒三部分组成,机器人的要完成任务是：接收到信号后，通过视觉传感器，对不同形状的材料进行抓取分拣工作。可实现的程序过程如下：,广州数控机器人程序,L01： 标签一 MOVLP019, V060, Z0; 机器人原

10、点P019 WAIT IN17=ON; 给信号触发 MOVL P020, V060, Z0; 移动到抓取点 SET OUT18, ON;吸盘吸 DEAY T000.5S;延时0.5S MOVL P019, V060, Z0; 返回P019 GOTO L05 IF IN19=ON; 跳转标签5,GOTO L04; 跳转标签 L05:标签 GOTO L03 IF IN18=ON跳转标签 GOTO L02;跳转标签 L02:标签2(圆形分拣） MOVL P023, V060, Z0; MOVL P024, V060, Z0; SET OUT18, OFF; 吸盘放 MOVL P023, V060,

11、Z0; GOTO L01;回原点,L03:标签（方形分拣） MOVL P025, V060, Z0; MOVL P026, V060, Z0; SET OUT18, OFF;吸盘放 MOVL P025, V060, Z0; GOTO L01:回原点 L04:标签（六边形分拣） MOVL P021, V060, Z0; MOVL P022, V060, Z0;,SET OUT18, OFF;吸盘放 MOVL P021, V060, Z0; GOTO L01;回原点,材料抓取,分拣任务分三步走，圆形，方形，六边形材料分拣。在机器人分拣动作启动之前，它处于一直扫描中，当有材料过来，机器人从原点移动到材料上方点P020，吸盘打开吸取材料，延时0.5S。,跳转判定,当IN1