SRP项目结题(机器视觉在工业机器人上应用).pptVIP

SRP项目结题(机器视觉在工业机器人上应用).ppt

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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 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 待测目标 CCD相机 镜 头 灯源 图象采集卡 电脑系统 PCI地址总线 灯源控制信号 相机控制信号及电源 模拟图象信号 数字图象信号 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。 2 1 3 4 5 采集卡上的A/D 转换器 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a 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、out1均有 输出信号传给PLC 圆形:只有out1有输出信号传给PLC 三、PLC模块 1)PLC选取 SIMATIC S7-20

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