第3篇 助跑 项目五 视觉检测应用讲解

职业教育“工程实践创新项目”应用课程系列教材“全国职业院校技能大赛”教学资源转化成果机器人技术应用项目教程第3篇——助跑项目五

视觉检测应用目录CONTENTS任务一、欧姆龙视觉系统的连接任务二、欧姆龙视觉系统的使用任务三、CCD判别任务一欧姆龙视觉系统的连接目录CONTENTS

工业机器人是如何快速准确地识别芯片的颜色、形状等特征，这都归功于欧姆龙视觉系统的发展与应用。智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统，一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成。【任务准备】一、知识点准备1．了解欧姆龙视觉系统的工作原理及系统连接。2．能对欧姆龙视觉系统进行通信设置。3．利用视觉系统软件测试欧姆龙视觉系统的通信效果。【任务目标】视觉系统智能相机技术优势主要表现在：

普通相机视觉系统智能相机可靠性有限较好体积很大微小型、结构紧凑网络通信有限较好灵活性很好有限功能可扩展有限软件需要编程无需编程外观种类像素数彩色/黑白读取时间数码CCD相机500万彩色62.5ms黑白200万彩色33.3ms黑白30万彩色12.5ms黑白（1）直流电源线接线端子压接。（2）设备通讯线连接。二、技能点准备欧姆龙FHL550，智能相机，传感器控制器，西门子S7-200smartPLC，通讯线缆均已准备就绪。三、设备准备【任务实施】一、欧姆龙视觉系统连接1.欧姆龙视觉系统输入输出信号流程欧姆龙视觉系统图像传感器控制器与PLC或电脑等外部装置连接，即可从外部装置输入测量命令，或向外部输出测量结果。2.视觉系统传感器控制器和外部的通信连接欧姆龙视觉利用并行方式连接传感器控制器和外部装置进行通信时所需的通信设定、通信规格、输入输出格式等。二、欧姆龙视觉系统的通信设置及测试1.通信设置（1）通信模块的设定（启动设定）（2）通信规格的设定（3）输出数据的设定设定要输出的项目输出格式（并行数据输出）2.通信测试

显示说明输入状态STEP0~STEP7使用FZ5传感器控制器时，仅STEP0~STEP1有效显示从外部装置向控制器输入的各信号输入状态。有信号输入时，背景颜色变为红色。DSA0、DSA1DI0~DI7DILINE0~DILINE2仅在使用FH传感器控制器时有效输出状态RUN显示各信号的输出状态。有输出信号时，背景颜色变为红色。可指定控制器各信号向外部设备的输出状态。即使未进行测量，也可模拟变更ON/OFF、0和1状态。ERRBUSYORGATEREADYACKDO0~DO151.将欧姆龙视觉系统中的智能相机更换成普通型号的摄像机是否能够完成系统功能？2.并行输出格式二进制或BCD码是否会影响外部设备动作？3.输出结果表达式是否可以自己定义？该怎么定义？【思考与练习】任务二欧姆龙视觉系统的使用目录CONTENTS（1）机器人系统、工具、工件准备到位。（2）欧姆龙视觉系统通讯畅通。【任务准备】1.知识点准备（1）欧姆龙视觉系统智能相机焦距调节。（2）欧姆龙视觉系统外部光源调节。2.技能点准备（1）能够通过示教器完成吸盘安装。（2）能够拾取芯片，并将芯片放置到CCD拍照位置。3.设备准备1.会设置欧姆龙视觉系统，使其对芯片的颜色、形状特征进行自动识别。2.会验证欧姆龙视觉系统的设置。3.增强欧姆龙视觉系统工作时的安全意识。【任务目标】一、设置芯片检测流程任务要求：欧姆龙视觉系统主要应用在颜色特征，形状特征的识别上，并通过处理输出相应检测数据。以红色小方块为例，对欧姆龙视觉系统进行设置，使其自动检测芯片颜色、形状特征，并验证其检测结果。【任务实施】添加完所有检测流程之后，单击“1.形状搜索”，则会进入具体形状搜索的编辑界面。进入形状搜索编辑界面，选择第一项“形状登录”，手动添加一个待检测形状，如图所示。然后进入第二个选项“区域搜索”。此选项为智能相机将要搜索的区域，所以尽量选大一些。进入第三项“测量点”选择“直接指定”。在第五项中的“测量参数”里面可以选择高精度模式和物体检测角度等。在形状搜索编辑完成之后，进入“标签”编辑选项来进行颜色的编辑和录入。在第一项“颜色指定”中选择“自动指定”后，手动拖动鼠标在当前的拍摄的物体上抓取颜色；或者手动在颜色表中选取颜色都可。在第五项的“测量参数”中的抽取条件中勾选“面积”。在第六项的“判定”中标签数最小值更改为“1”。最后在“并行数据输出”选项中选择“二进制”为输出格式。

将机器人吸盘拾取芯片并放置到CCD视觉检测拍照区域，将当前芯片的形状和颜色数据传输到CCD视觉系统进行对比，判别当前芯片是否符合设置要求。

检测零件形状相同、颜色不同或形状不同、颜色相同时，检测结果为NG，形状特征检测结果为OK，颜色特征检测结果为NG，所以最终检测结果为NG；形状特征检测结果为NG，颜色特征检测结果为OK，所以最终检测结果为NG。二、验证芯片设置结果只有当芯片的颜色和形状特征检测结果均为OK时，最终检测结果才为OK。当芯片形状和颜色特征检测都不符合要求（即均为NG）时，在右侧的流程栏中会显示出具体哪一项没有通过检测，而且检测结果会在屏幕上显示为NG。1.输出结果表达式是什么类型？2.不同照度对相同位置零件的识别效果？3.不同焦距对相同位置零件的识别效果？4.相同照度和焦距对不同位置零件的识别效果？【思考与练习】任务三CCD判别目录CONTENTS欧姆龙视觉系统已经完成设置，并调试成功。【任务准备】1.知识点准备（1）欧姆龙视觉系统设置及验证。（2）IF语句的使用。2.技能点准备（1）能够通过示教器完成吸盘安装。（2）能够完成CCD判别设置。（3）能够从指定位置拾取并安装芯片。3.设备准备1.能够完成芯片判别并进行执行相应动作。2.掌握场景组设置、相机准备的RAPID功能语句。3.能顺利完成CCD判别工作流程。【任务目标】首先修改IP：菜单栏的工具→系统设定→通讯→以太网。要求两个设备在同一网段下，一、IO信号设置（检测结果上传、视觉运行及完成信号反馈）任务描述：以红色小方块装配为例，通过设置检测其颜色、形状特征，如果颜色、形状特征均检测结果均为OK，那么CCD视觉系统会发送一个CCD_OK=1信号给机器人，机器人会将检测OK的芯片装配到PCB板相应区域。如果颜色、形状特征其中有一个检测结果为NG，那么CCD视觉系统会发送一个CCD_OK=0信号给机器人，机器人会将检测结果为NG的芯片放回到原来位置。【任务实施】其次，设置输出极性OK时ON，输出时间1s，然后在监控器上才能查看芯片检测结果OK与否。CCD判别的最重要的环节就是场景、相机准备，以及前续欧姆龙视觉系统设置工作。机器人控制器可以通过RAPID语句来调用确认相机准备情况、以及自动切换场景。二、CCD判别场景与相机设置以下为相机信号、场景组信号准备的RAPID语句及注释。以下为CCD判别OK/NG工作流程的RAPID语句及注释。三、CCD判别工作流程CCD视觉系统将当前机器人所拾取的芯片拍照并和母本场景对比。如果芯片形状和颜色特征检测结果都为OK，机器人将芯片安装到PCB板上。如果芯片形状和颜色特征检测结果，其中有一个为NG，机器人将芯片放回到零件原始位置，并取下一个零件。当CCD_OK=0时，说明当前芯片不合格，需要跳转到程序“put_partNG7”执行后续动作。当CCD_OK=1时，说明当前芯片OK，执行“PUT_part7”。当芯片CCD给出判断为NG时，则执行如下程序：CCD给出判断为NG后，机器人把NG零件放回到原始位置，并取下一个零件。当机器人收到CCD_OK=1信号