数字孪生在智能制造中的工程实践 课件 运动控制

数字孪生目录0123导论数字孪生概述46技术图谱平台及工艺机器视觉5运动控制构建空间模型、行为模型7传输接口8数字孪生系统调试9数据聚合、分析，提供洞见和行动①平台及工艺数字孪生平台技术图谱物理世界物理实体虚拟世界数字孪生体产品数字孪生！工艺数字孪生！产品数字孪生！工艺数字孪生！数字孪生③运动控制②机器视觉形状颜色偏移角度坐标机器视觉软件侧重于应用可以开放部分库函数TCP/IP通讯三维位姿传感器振动传感器温度传感器声波传感器视觉传感器④构建零件三维模型

↓设置基本机电对象

↓运动副

↓传感器

↓设置传输面↓设置位置控制

↓设置电子凸轮

↓设置运行时参数

↓设置运行时表达式

↓序列编辑运行空间模型行为模型⑦聚合

↓分析

↓洞见

↓行动⑥数字孪生系统调试通过对物理实体配备的多种传感器的数据进行采集，建立物理实体与数字孪生体实时、无缝的传输，通过对数据的聚合、分析，依据模型、算法，提供洞见，根据洞见，对物理实体即将发生的偏离，实施预先的控制！控制系统构成惯量和转矩折算传动机构PLC系统程序设计⑤

OPC传输接口A前情回顾2工艺要求扫描过程➊接收控制器指令；➋检测扫描平台四个区域

工件的形状、颜色、偏转角度和坐标；➌向控制器发送检测到的工件信息。协议头工件形状工件中心坐标工件旋转角度工件颜色0xC(圆)/S(方),±xxx.xx,±xxx.xx,±xxx.xx,B(蓝)/R(红)/Y(黄),通信协议格式前情回顾机器视觉+运动控制=集成智能分拣系统1234运动控制概述55运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计人机接口运动控制器驱动器执行器传动机构负载反馈分类：按照被控物理量，调速系统、位置伺服系统（随动系统）1运动控制概述人机接口与运动控制器通信，功能是运动控制器编程；通过运动控制器操作机器运行。工业计算机显示器按钮、指示灯1运动控制概述运动控制器控制器是运动控制系统的“大脑”执行逻辑程序。控制其自身和外部扩展的IO模块各工艺轴的参数配置、路径规划。一个完整的运动控制系统，应具有如下单元：计算机用户程序说明；轨迹生成；闭合伺服回路；驱动器（放大器）

的命令生成；监控轴极限，安

全互锁；处理中断和错误，

如过量的跟随误差。各轴的I/O接口电机功率输出；用于输出放大器命

令的伺服I/O接口；用于接收电机或其

他外部传感器反馈

信号的输入端子；轴限制、归位信号和寄存。➌机器I/O接口➍通信用于各类传感器，如操作按钮

和接近传感器的数字信号输入

端子；用于驱动外部设备（通常通过

继电器）的数字信号的输出端

子；用于模拟信号传感器，诸如压

力传感器、力敏传感器的模拟

输入（通常是可选的）的端子；用于驱动模拟设备的模拟输出

（通常时可选的）的端子。与其他外部设备、主机、平台

检测系统进行的网络通信，使

用的协议包括DeviceNet、Profibus、ControlNet、EtherNet/IP等；USB或串行接口通信；人机接口（HMI）通信。PLCS7-12001运动控制概述与外部部件的通信。执行器（电机）（液压泵）（气泵）执行器：为驱动负载提供能量的装置，电动、液压、气动是三种主要的技术。电动控制：在需要移动非常准确或者需要连

续移动的时候，是非常出色的，

应用非常普遍。液压控制：当需要快速反应的时候，是大负

载条件下的选择。它可以承受的

压力是三个运动类型中最大的，

最多可以达到100吨。。气压控制：对于高温、低温、灰尘、机械振

动、潮湿以及电子噪音都不太敏

感，使用简单、便捷。步进电机1运动控制概述传动机构传动机构：连接负载和电机的轴，使负载完成要求的运动轨迹。负载转动+////////////////////////+传输电机齿轮箱？机制直接驱动？带传动？丝杠？传送带？或平移负载交互过程

以智能分拣系统为例，运动控制系统使用线性模组从步进电机向末端（负载）传递运动，使末端能够按照所期望曲线运动，这个称之为“交互过程”。电机与传动机构一起称为传动链。传动链的设计，在负载的运动明确后，需要考虑：➊

保证从电机（在最大负载速度下）获得的转矩大于应用要求转矩的安全区域；➋

保证电机与负载之间满足合理的惯量关系；➌

满足所有其他条件，包括但不限于成本、精度、刚度、周期时间等。电机的选择，需要理解“电机尺寸”，电机尺寸涉及电机的功率和转矩。电机尺寸过大会增加系统成本，并且使系统响应变慢。这是因为大部分能量消耗在对电机的加速上。电机过小，不能向负载运动提供所需要的能量，即使勉强满足负载的运动要求，电机也会因为过热而缩短寿命。1运动控制概述（线性模组）滚珠丝杠联轴器步进电机传动链（联轴器）步进电机的轴通过联轴器与滚珠丝杠连接，联轴器起到传递转矩、减震、缓冲等。1运动控制概述反馈（旋转编码器）（磁栅尺）（光栅尺）反馈：是通过传感器，用来测量负载的位置

和速度，负载和电机通过传动机构的

耦合，负载的转动惯量和转矩通过传

动机构折算到电机上。传感器是一种用来检测位置、速度、温度或压力等物理量的装置。将其输入以某种函数关系转换为输出，输入时物理量，输出一般为电信号。运动控制有时会采用多种传感器，任何运动控制系统运行的核心问题，都需要测量运动的为位置和负载的速度。最常见的传感器是光电编码器。...........................................（光电传感器码盘示意图）1运动控制概述1234运动控制概述54运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计末端（比如磁吸等）运动遵循一条轨迹在一台自动控制的机械装置中，末端可以沿一条直线的单轴运动。在复杂的场合中，比如CNC的切削刀具采用多轴联动，其轨迹是一条三维的空间曲线。当末端从A点移动到B点，生成了连点之间的连接轨迹。这条轨迹称之为空间曲线。控制器以要求的时间区间内，为控制系统中的每台电机发出速度和位置指令，控制系统将调解系统中电机沿期望的曲线移动对应的轴，从而形成运动曲线。A1B1A2B2A1➻B1蓝色线段单轴直线运动A2➻B2红色线段三轴联动空间曲线运动运动曲线概述2时间（t）时间（t）时间（t）位置，s(t)速度，v(t)加速度，a(t)ooo这个三角形的面积使最终位置速度的斜率为加速度AB图2-1位置、速度、加速度

之间的基本关系从运动学的角度看，在不考虑引发运动的力的情况下，研究的是时间、位置、速度、加速度之间的关系。研究机械运动学不仅是计算运动曲线需要，同时也有助于在机械设计过程中正确的选择各轴对应的电机。////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////电机AB当一个轴的末端由A点运动到B点，

也可以积分形式表示：（2-1）（2-2）（2-3）

运动曲线运动学的基本概念2时间（s）时间（s）时间（s）位置(in)速度，(in/s)

000图2-2由速度曲线求加速度

时间（t）时间（t）时间（t）位置in速度，v(t)加速度，a(t)000AB图2-3由速度曲线求减速度

一个函数的积分是函数曲线在无穷小函数值的和，等于曲线下的面积。由方程式（2-2）可知，t时刻的位置就等于直到时刻

t的速度曲线下的面积，如图（2-1）所示！曲线上某一点的斜率可以通过微分得到。因此，由方程式（2-1）可知，加速度就是速度曲线的斜率，如图2-1所示。510aa5151025s运动曲线的几何规则如下。（1）时刻t的位置等于速度曲线在直到时刻t时曲线下的面积。（2）加速度是速度曲线的斜率。对于更一般情况，根据方程式（2-2）和（2-3），可得：

（2-4）

运动曲线运动学的基本概念2

由图2-4所示，加速度变化将引起曲线的突变，梯形曲线由于在速度曲线的转角加速度不连续，存在4个加速度变化极大的冲击点。整个运动曲线可以分为3段：加速段、恒速段和减速段。时间,（t）时间,（t）时间,（t）时间,（t）位置,s(t）速度,v(t）加速度,a(t）突变,j(t）0000

图2-4轴从位置0运动到L时的梯形速度曲线与相应位置、速度、加速度和突变曲线

（2-5）（2-6）（2-7）

总运动时间为：轴坐标运动的距离可以通过求速度曲线下的两个三角形面积和一个矩形面积得到：匀速运动时间为：运动曲线常见运动曲线—梯形速度曲线2为了使加速度平滑连续，可将速度曲线的尖角圆滑处理为S形，如图2-8所示。圆角采用二次抛物线构造，这种重新构造的速度曲线在加速度的正、零、负各段之间转换时是平滑的。时间,（t）时间,（t）时间,（t）时间,（t）位置,s(t）速度,v(t）加速度,a(t）突变,j(t）0000L-aaj-j

图2-8S形速度曲线和相对应的位置、速度、加速度和急拉曲线如图2-8所示，这种速度曲线含有7个不同区间。其中4段用二次方程表达，剩余3段是斜率为正、零、负的直线。如果不看直线段，一条纯S形速度曲线如图2-9所示。纯S形速度曲线由两段二次曲线组成，如图2-9中曲线A、B。每段方程如下：时间,（t）时间,（t）时间,（t）时间,（t）位置,s(t）速度,v(t）加速度,a(t）突变,j(t）0000L-aaj-j

图2-9纯S形速度曲线

（2-10）式中，C1、C2、C3是由边界条件决定的系数。运动曲线常见运动曲线—S形速度曲线2（1）曲线A（t）A

v（t）

边界条件运动方程

（2）曲线B（t）B

v（t）边界条件运动方程

运动曲线常见运动曲线—S形速度曲线2X轴Y轴Z轴R轴（旋转轴）末端（磁吸）根据左图，系统有四轴，分别是X、Y、Z、R轴，R轴是旋转轴。在不考虑R轴旋转的情况下，X、Y、Z轴的复合运动，使末端到达指定的位置。这种多轴运动，有三种方式：每次移动一个轴；三轴同时开始移动（摆动运动）；三轴同时开始移动并调节使三轴同时停止（插补运动）。本课程示例程序采用的是第二种！运动曲线多轴运动21234运动控制概述54运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计++//////////////////////////////

电机转动负载平移负载传输传动机构交互过程交互传动链的设计过程惯量和转矩折算3惯量:物理量，运动的物体的惯性量值，可以分为转动惯量和平移惯量，与物体的质量有关。转矩:使机械元件转动的力矩称为转矩，分为静态转矩和动态转矩，有时也称为扭矩。电机m耦合器传动机构负载旋转平移T

in

或Tin

N传动机构

图3-1带有传动机构的驱动链典型结构图图3-1所示的是含有传动机构T的典型驱动链的示意图，其负载做旋转运动或直线运动。这时，从电机轴上看到的总惯量为：

电机m传动机构负载旋转平移T

in

或

惯量和转矩折算3丝杠被广泛用来将旋转运动转换成直线运动。（1）传动比丝杠的传动比可以根据螺距的定义计算。螺距（rev/in，rev/m（rev应为r））：螺母每行进1in要求丝杠旋转的圈数。导程（in/rev，m/rev）：丝杠每转一圈螺母行进的距离。其方程表达式：

于是，丝杠机构的传动比为：

惯量和转矩折算丝杠3（2）惯量折算首先推导平移质量和折算惯量之间的关系。总质量为m的物体在直线运动中的动能为：

运用式（3-2），我们可以将动能方程重新写为：

由于现在速度以角速度表达，前面的因子应该等于折算的惯量：

或

滚珠丝杠原理图电机in///////////////////////////////////////////////////////////////

运载机构滚珠丝杠负载折算到输入轴的惯量为：

惯量和转矩折算丝杠3（3）负载转矩

作用在与水平⇀角度的滚珠丝杠上的力电机in///////////////////////////////////////////////////////////////

+

β

从电机侧看到的负载转矩可通过所做功计算：

惯量和转矩折算丝杠3（3）负载转矩作用在与水平⇀角度的滚珠丝杠上的力电机in///////////////////////////////////////////////////////////////

+

β在式（3-5）中带入式（3-1），可得：

并且，由输入侧有：

于是：

考虑驱动效率，则：

这个结果用所有外力的和替代了外部总转矩，用丝杠传动比替代了齿轮箱比。惯量和转矩折算丝杠31234运动控制概述54运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计工艺要求4（观看现场演示）1234运动控制概述54运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计根据工艺要求，进行系统配置！机械部分末端：磁吸传动机构：四轴悬臂式直角坐标机器人X轴：水平运动传动方式：滚珠丝杆；执行机构：步进电机；丝杆导程：10mm；最大行程：300mm；最大速度：100mm/s；最大负载：4kg；通断滤波：350msY轴：前后运动传动方式：滚珠丝杆；执行机构：步进电机；丝杆导程：10mm；最大行程：200mm；最大速度：100mm/s；（下一页续）X轴Z轴Y轴R轴磁吸系统构成机械部分5机械部分Z轴：上下运动传动方式：齿轮齿条；执行机构：步进电机；减

速

比：5：1；分度圆直径：30mm；最大速度：300mm/s；R轴：旋转运动传动方式：直驱转动；执行机构：步进电机；径向扭矩：0.07Nm；最大转角：无限制；最大速度：1800R/Min；X轴Z轴Y轴R轴磁吸（接上页）系统构成机械部分5电气部分人机界面：IPC用于系统程序编写、上传下载及人机界面显示。

控制器：PLC控制系统的核心，系统控制程序运行其中。型

号：CPUS7-1215C西门子

数

字

量:14点输入/10点输出；模

拟

量:2路输入/2路输出；脉冲输出:4路，100KHz；扩展模块：8DI/8DO。（SM1223）处

理

器：IntelI7十代；内

存：8G-DDR4；固态硬盘：500G；

显

卡：NVIDIAQuadroP620操作系统：Windows1064位S7-1215CSM1223工业计算机系统构成电气部分5电气部分驱动器：步进驱动器

配套对应轴的步进电机，设置其电流值和细分值。传感器：磁栅尺及光电开关

用于限位及定位补偿。X轴型

号：DM556S电流值：2.3A细分值：1000Y轴型

号：DM556S电流值：1.9A细分值：1000Z轴型

号：DM542电流值：1.9A细分值：1000R轴型

号：DM542电流值：1.5A细分值：1000磁栅尺型

号：MR50T60分辨率：0.005mm重复精度：±5μm光电开关型

号：E2S-H4N1检测距离：5mm输出类型：NPN型DM556SDM542MR50T60E2S-H4N1系统构成电气部分5软件部分编程软件：TIAPortal

视觉软件：BKVision

编程软件：BKOPCServer

数字孪生软件：NXMCD

功能：采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件，可快速、直观地开发和调试自动化系统。版本：V15SP1功能：机器视觉软件采用拖拽式编程，为机器视觉应用创建解决方案。版本：V1.0功能：采用标准的OPCDA架构，可快速完成控制器与NXMCD的通信，实现数据交互。版本：V1.0功能：机电设备设计过程中硬件在环的仿真调试，通过虚拟设备与PLC连接，对产品可靠性进行虚拟调试。版本：V12.0系统构成软件部分51234运动控制概述54运动控制目录6运动曲线惯量和转矩折算系统构成工艺要求程序设计1工艺回顾人机接口运动控制器驱动器执行器传动机构负载反馈1工艺回顾工艺流程控制线路外围设备程序设计1.工艺流程：不同颜色、不同形状的工件分别分布在四个绿色正方形区域内，经过视觉识别之后，告诉运动控制系统，识别到的各个工件的形状、颜色、位置等信息；控制系统根据这些信息，将工件分拣，并堆垛到堆垛区；1工艺回顾工件A工件C工件B工件DA区B区C区D区堆垛区A堆垛区B堆垛区C堆垛区D原点工件摆放区域接下来的内容采用播放屏幕的形式1工艺回顾工

艺

要

求控制线路工

艺

要

求程序设计符号表制作根据系统配置，进行符号表的制作！序号寄存器名称备注1I0.0磁栅尺A读取X轴位置2I0.1磁栅尺B3I0.2横轴正限位4I0.3横轴参考点X轴参考点5I0.4横轴负限位6I0.5纵轴正限位7I0.6纵轴参考点Y轴参考点8I0.7纵轴负限位9I1.0竖轴负限位10I1.1竖轴参考点Z轴参考点11I1.2竖轴正限位12I1.3R轴参考点R轴参考点13I2.4启动系统启动序号寄存器名称备注16I2.5停止系统停止17I2.6复位系统复位18Q0.0横轴脉冲X轴19Q0.1纵轴脉冲Y轴20Q0.2竖轴脉冲Z轴21Q0.3旋转轴脉冲R轴22Q0.4横轴方向X轴23Q0.5纵轴方向Y轴24Q0.6竖轴方向Z轴25Q0.7旋转轴方向R轴26Q1.0蜂鸣器27Q1.1电磁铁磁吸28Q2.0光源控制光源2开始系统初始化初始化完成计数复位其他复位故障报警X轴回原点Y轴回原点R轴回原点Z轴回原点（下一页续）是是否限位触发否手动复位程序流程图3（接上一页）A区程序视觉通信开始扫描工件数>0数据解码数据存储B区程序视觉通信C区程序视觉通信D区程序视觉通信数据解码数据存储数据解码数据存储数据解码数据存储（下一页续）扫描完成程序流程图3（接上一页）解码工件A数据开始分拣工件数>0轴移动到工件A确定解码工件Z轴位置解码工件B数据抓取工件确定解码工件Z轴位置轴移动到工件B系统停止分拣完成系统复位将工件放到指定位置程序流程图31.双击下图“博图”图标，打开编程软件。单击“创建新项目”2.创建新项目3.填写项目名称及存储路径后，单击创建。单击“创建”4.单击左下角的“项目视图”硬件组态31.双击博图图标，打开编程软件。单击“添加新设备”2.添加硬件设备：PLC的CPU。单击“添加新设备”单击“确定”硬件组态33.在硬件目录中添加扩展IO。单击此处硬件组态35.在扩展IO的属性中将IO地址的起始地址改成2。4.配置网络及CPU的IP地址。1.双击此处2.单击“添加新子网”3.设置IP地址硬件组态36.添加PC站。1.单击此处2.单击此处7.添加PC站软件。双击此处硬件组态38.配置网卡。双击此处9.PC站配置网络及IP。单击此处硬件组态310.PC站配置网络及IP。选择子网填写本机IP地址硬件组态311.网络视图中连接PLC和PC。硬件组态312.组态工艺对象，新建工艺轴X轴。2.单击此处1.单击此处3.填写轴名称4.单击“确定”硬件组态313.配置X轴参数—选择脉冲发生器Pulse_1。根据图纸配置脉冲及方向IO根据丝杆导程，配置运动参数14.根据丝杆导程及设备速度和精度要求，配置运动参数。硬件组态315.根据计算结果配置运动曲线。16.配置急停参数。硬件组态317.根据电气图纸，配置限位开关。18.配置原点开关及回原点方式。硬件组态3注：其他各轴与X轴配置方式相同。1.主程序OB1中调用子程序（程序位于OB1：程序段1）2.X轴使能和复位驱动程序（程序位于OB1：程序段2）程序代码43.X轴回原点和暂停驱动程序（程序位于OB1：程序段3）程序代码44.X轴点动和绝对运动驱动程序（程序位于OB1：程序段4）程序代码4注：其他各轴驱动程序配置与X轴配置方法相同。5.X轴的HMI运动曲线使用的程序开始系统初始化初始化完成计数复位其他复位故障报警X轴回原点Y轴回原点R轴回原点Z轴回原点是否限位触发否手动复位（下一页续）是程序代码41.系统启动及停止功能程序。（程序位于FC20：程序段1）程序代码4开始系统初始化初始化完成计数复位其他复位故障报警X轴回原点Y轴回原点R轴回原点Z轴回原点是否限位触发否手动复位（下一页续）是程序代码42.系统初始化功能程序。（程序位于FC20：程序段2）程序代码4开始系统初始化初始化完成计数复位其他复位故障报警X轴回原点Y轴回原点R轴回原点Z轴回原点是否限位触发否手动复位（下一页续）是程序代码4左极限/////////////////////////////////////////////////////////电机右极限原点控制器驱动器控制器有内部自带的回零程序。回零的目的是为了坐标轴建立绝对坐标参考位置。这个参考位置称为零位。回零对采用增量编码器位置反馈时是特别需要的，因为这种系统在上电时轴的位置是未知的。一旦零位被找到，所有后续运动都是参照这个零位来定义的。

回零通过一个传感器，用移动直接被触发的方案来建立零位。下图展示了一个坐标轴，它有两个在行程末端的极限开关，一个在中间的零件开关。这些开关连接到控制器对应的数字I/O上。

回原点，是一个单轴的简单运动，可以设定配置参数来定义点动运动的速度和加速度。指令可配置定义为正向或负向移动到一个指定位置通过一定距离或连续移动到任意的停止位置。程序代码4触发程序由一个预触发和一个后触发段组成。在预触发段，轴以一个固定的回零速度朝零位传感器方向移动和加速。当轴撞到零位开关时，收到一个触发信号，预触发移动开始，轴减速，当前时刻轴位于零位的另一边。减速后控制器控制运动转入后触发段，轴平滑地改变它的移动方向，往回低速向零位开关移动。在收到触发信号瞬间，轴位置被控制器的硬件捕获单元保存，完成回零运动。这是一个当触发发生时捕获轴瞬时位置的精确方法。

可以在软件中定义一个零位偏移距离。这样零位传感器的零位位置可以通过软件设定来调整，而不用物理调整机器上传感器的位置。这个偏移被加到触发点作为运动的零位。程序代码42.系统初始化功能程序。（程序位于FC20：程序段3）程序代码4开始系统初始化初始化完成计数复位其他复位故障报警X轴回原点Y轴回原点R轴回原点Z轴回原点是否限位触发否手动复位（下一页续）是程序代码42.系统初始化功能程序。（程序位于FC20：程序段4）程序代码42.系统初始化功能程序。（程序位于FC20：程序段7、8）系统启动时打开光源，初始化时蜂鸣器告警；注意：故障报警及复位程序在程序流程全部完成后，在做相应的添加即可。程序代码4（接上一页）A区程序视觉通信开始扫描工件数>0数据解码数据存储B区程序视觉通信C区程序视觉通信D区程序视觉通信数据解码数据存储数据解码数据存储数据解码数据存储（下一页续）扫描完成程序代码43.启动扫描功能程序。（程序位于FC20：程序段3、FC21程序段5，启动/暂停扫描程序）程序代码43.启动扫描功能程序。（程序位于FC21：程序段1、2；记录扫描的步骤）程序代码43.启动扫描功能程序。（程序位于FC21：程序段4，启动轴运行）程序代码43.启动扫描功能程序。（程序位于FC21：程序段5、6；设定各步骤时的速度及各轴的位置）程序代码4（接上一页）A区程序视觉通信开始扫描工件数>0数据解码数据存储B区程序视觉通信C区程序视觉通信D区程序视觉通信数据解码数据存储数据解码数据存储数据解码数据存储（下一页续）扫描完成程序代码4采用PLC软件平台封装好的TRCV和TSEND功能模块建立TCP服务器和客户端，实现PLC与外部设备通信。类别UDPTCP是否连接无连接面向连接是否可靠不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制可靠传输，使用流量控制和拥塞控制连接数量支持一对一，一对多，多对一和多对多通信只能是一对一通信传输方式面向报文面向字节流首部开销首部开销小，仅8字节首部最小20字节，最大60字节适用场景适用于实时应用（IP电话、视频会议、直播等）适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输以太网通信常用的通信协议是UDP和TCP通信；根据协议特点，本次选择TCP协议进行通信。程序代码4TCP/IP模型分为5层：应用层、传输层、网络层、数据链路层及物理层。详细的数据传递如下：接收端MAC地址发送端MAC地址以太网类型发送端IP地址接收端IP地址协议类型源端口号目标端口号数据循环冗余校验传输层IP首部TCP/UD首部应用包头及其数据以太网Trailer数据链路层网络层应用层以太网头数据链路层表示首部的下一个协议表示首部的下一个协议表示首部的下一个协议服务端口号表示应用协议数据流动的方向数据处理的顺序程序代码4在分拣码垛过程中，视觉与PLC进行TCP通信连接，按照约定协议实现数据解码。Start扫描过程机器视觉控制器1.打开相机2.检测工件开始扫描接收到完整信息工件信息OK接收到完整信息工件信息OKStop关闭相机末端分别移动到扫描区域A，B，C，D，向机器视觉分拣系统发送“Start”；视觉收到“Start”后，打开相机，开始检测工件，将检测到的第一个工件信息发送到PLC。PLC与视觉的通信约定：程序代码4PLC向视觉发送“Sort”；视觉接收到“Sort”后打开相机，检测工件是否偏移；无偏移向PLC发送“Over”；有偏移向PLC发送“Error,PosX”其中X为工件所在的扫描区域，即A/B/C/D；PLC收到“Over”，控制机器末端磁吸吸取工件；PLC收到“Error,PosX”发送“Sort”到视觉重新检测；视觉将检测结果发送到PLC；PLC接收到工件信息后移动到指定位置吸取工件；循环执行上述操作，直到所有的工件分拣码垛完成。Sort分拣过程机器视觉控制器1.打开相机2.检测工件偏移开始分拣Over/Error,pos接收到完整信息Sort重新检测工件信息接收到完整信息程序代码44.视觉通信程序。（程序位于FC24：程序段1；通信模块调用）（下一页续）程序代码44.视觉通信程序。（程序位于FC24：程序段2；视觉通信采集指令生成。）（续上一页）程序代码44.视觉通信程序。（程序位于FC24：程序段3、4；记录工件数量。）程序代码44.视觉通信程序。（程序位于FC24：程序段5;视觉数据解码。）程序代码4（接上一页）A区程序视觉通信开始扫描工件数>0数据解码数据存储B区程序视觉通信C区程序视觉通信D区程序视觉通信数据解码数据存储数据解码数据存储数据解码数据存储（下一页续）扫描完成程序代码44.视觉通信程序。（程序位于FC24：程序段5;视觉数据存储。）程序代码4（接上一页）A区程序视觉通信开始扫描工件数>0数据解码数据存储B区程序视觉通信C区程序视觉通信D区程序视觉通信数据解码数据存储数据解码数据存储数据解码数据存储（下一页续）扫描完成程序代码44.视觉通信程序。（根据下图程序，程序位于FC21：程序段1、2，判定扫描是否完成。）程序代码4（接上一页）解码工件A数据开始分拣工件数>0轴移动到工件A确定解码工件Z轴位置解码工件B数据抓取工件确定解码工件Z轴位置轴移动到工件B系统停止分拣完成系统复位将工件放到指定位置程序代码41.分拣启动程序