劉穎君　馮木易　廖駿森

摘 要：文章介紹了康耐視視覺傳感器應(yīng)用在廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人的物料分揀系統(tǒng)中。通過PLC將視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人連接起來，用于工件的分揀與搬運(yùn)，通過實驗樣機(jī)的線路設(shè)計，程序編寫與調(diào)試探討了視覺傳感器的優(yōu)越性及其在工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：視覺傳感器；工業(yè)機(jī)器人；PLC

引言

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，與工業(yè)機(jī)器人配合使用來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別與物料分揀，進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。

1 視覺傳感器

1.1 視覺傳感器的概念及工作原理

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。并根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。整個視覺傳感器主要有三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素數(shù)量表示。無論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”細(xì)膩的目標(biāo)圖像。在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。

1.2 視覺傳感器的優(yōu)勢及其應(yīng)用

視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。本設(shè)計采用康耐視機(jī)器視覺，本視覺系統(tǒng)具備智能型視覺工具，使用In-sight Explorer軟件可以進(jìn)行各類型的函數(shù)參數(shù)設(shè)計。此外，In-Sight系統(tǒng)，可與PLC、機(jī)械手網(wǎng)絡(luò)及PC設(shè)備接合。識別原理：利用物品形狀的不同，反射光源面積大小的不同，使得生成的圖像的象素灰度值的大小不同，從而進(jìn)行物品的識別。本次項目，利用視覺系統(tǒng)識別的物件有三種，分別為方形、圓形及六邊形。具體的視覺程序步驟如下。

1.2.1打開工具欄菜單：圖案匹配FindPatterns ，雙擊FindPatterns。

1.2.2選中模板區(qū)域和搜尋區(qū)域。

1.2.3打開工具欄菜單：打開儲存固定區(qū)域Region，雙擊Region。

1.2.4選中模板區(qū)域。

1.2.5打開工具欄菜單：輸入Extracthistogram ，雙擊。

1.2.6選中外部區(qū)域，外部區(qū)域選擇Region，單擊選擇文本。

2 工業(yè)機(jī)器人

2.1 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展情況

我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，工業(yè)機(jī)器人作為最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。事實上，中國的制造業(yè)正在迅速進(jìn)入機(jī)器人時代。

2.2 廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人在系統(tǒng)中的應(yīng)用

本設(shè)計為視覺傳感器在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用研究，利用可編程控制器、視覺傳感器與機(jī)器人結(jié)合分揀不同形狀物件。由視覺傳感器檢測不同形狀物件，經(jīng)計算機(jī)分析圖像、辨別，輸出信號給可編程控制器，最后由工業(yè)機(jī)器人抓取物件、搬運(yùn)，完成 “識別-抓取-搬運(yùn)”的流程。工業(yè)機(jī)器人對視覺信號的采集與分揀程序包括材料抓取，跳轉(zhuǎn)判定及搬移工作，程序部分如下。

L01： 標(biāo)簽一

MOVL P019， V060， Z0； 機(jī)器人原點P019

WAIT IN17==ON； PLC給信號觸發(fā)

MOVL P020， V060， Z0； 移動到抓取點

SET OUT18， ON； 吸盤吸

DEAY T000.5S； 延時0.5S

MOVL P019， V060， Z0； 返回P019

GOTO L05 IF IN19==ON； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽5

GOTO L04； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽4

L05： 標(biāo)簽5

GOTO L03 IF IN18==ON 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽3

GOTO L02； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽2

L02： 標(biāo)簽2（圓形分揀）

MOVL P023， V060， Z0；

MOVL P024， V060， Z0；

SET OUT18， OFF； 吸盤放

MOVL P023， V060， Z0；

GOTO L01； 回原點

分揀任務(wù)分三步走，圓形，方形，六邊形材料分揀。在機(jī)器人分揀動作啟動之前，它處于一直掃描中，當(dāng)有材料過來，機(jī)器人從原點移動到材料上方點P020，吸盤打開吸取材料，延時0.5S。當(dāng)IN19不置ON時，程序直接跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽4，也就是六邊形分揀的路線。同理其它形狀分揀。跳轉(zhuǎn)判定完成后，就從原點對材料進(jìn)行搬移工作，把材料放到指定點，機(jī)器人再回到原點，等待下一次的抓取。通過系統(tǒng)調(diào)試，能達(dá)到準(zhǔn)確的分揀不同形狀的工件。

3 結(jié)束語

視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人都隨著科技的進(jìn)步在不斷地發(fā)展與完善。而由于視覺傳感的介入，工業(yè)自動化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展?？偠灾瑱C(jī)器視覺的未來是非常樂觀，也是充滿信心的。

參考文獻(xiàn)

[1]孫寶元，楊寶清.傳感器及其應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]賈云得.機(jī)器視覺[M].北京：科技出版社，2000.

作者簡介：劉穎君（1983-），女，湖北黃岡，現(xiàn)就職于華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，研究方向：機(jī)電一體化。

馮木易（1978-），男，湖北天門，現(xiàn)就職于浙江欣亞電器有限公司，電氣工程師。

廖駿森，華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，機(jī)械電子工程，學(xué)生。

摘 要：文章介紹了康耐視視覺傳感器應(yīng)用在廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人的物料分揀系統(tǒng)中。通過PLC將視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人連接起來，用于工件的分揀與搬運(yùn)，通過實驗樣機(jī)的線路設(shè)計，程序編寫與調(diào)試探討了視覺傳感器的優(yōu)越性及其在工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：視覺傳感器；工業(yè)機(jī)器人；PLC

引言

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，與工業(yè)機(jī)器人配合使用來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別與物料分揀，進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。

1 視覺傳感器

1.1 視覺傳感器的概念及工作原理

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。并根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。整個視覺傳感器主要有三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素數(shù)量表示。無論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”細(xì)膩的目標(biāo)圖像。在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。

1.2 視覺傳感器的優(yōu)勢及其應(yīng)用

視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。本設(shè)計采用康耐視機(jī)器視覺，本視覺系統(tǒng)具備智能型視覺工具，使用In-sight Explorer軟件可以進(jìn)行各類型的函數(shù)參數(shù)設(shè)計。此外，In-Sight系統(tǒng)，可與PLC、機(jī)械手網(wǎng)絡(luò)及PC設(shè)備接合。識別原理：利用物品形狀的不同，反射光源面積大小的不同，使得生成的圖像的象素灰度值的大小不同，從而進(jìn)行物品的識別。本次項目，利用視覺系統(tǒng)識別的物件有三種，分別為方形、圓形及六邊形。具體的視覺程序步驟如下。

1.2.1打開工具欄菜單：圖案匹配FindPatterns ，雙擊FindPatterns。

1.2.2選中模板區(qū)域和搜尋區(qū)域。

1.2.3打開工具欄菜單：打開儲存固定區(qū)域Region，雙擊Region。

1.2.4選中模板區(qū)域。

1.2.5打開工具欄菜單：輸入Extracthistogram ，雙擊。

1.2.6選中外部區(qū)域，外部區(qū)域選擇Region，單擊選擇文本。

2 工業(yè)機(jī)器人

2.1 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展情況

我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，工業(yè)機(jī)器人作為最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。事實上，中國的制造業(yè)正在迅速進(jìn)入機(jī)器人時代。

2.2 廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人在系統(tǒng)中的應(yīng)用

本設(shè)計為視覺傳感器在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用研究，利用可編程控制器、視覺傳感器與機(jī)器人結(jié)合分揀不同形狀物件。由視覺傳感器檢測不同形狀物件，經(jīng)計算機(jī)分析圖像、辨別，輸出信號給可編程控制器，最后由工業(yè)機(jī)器人抓取物件、搬運(yùn)，完成 “識別-抓取-搬運(yùn)”的流程。工業(yè)機(jī)器人對視覺信號的采集與分揀程序包括材料抓取，跳轉(zhuǎn)判定及搬移工作，程序部分如下。

L01： 標(biāo)簽一

MOVL P019， V060， Z0； 機(jī)器人原點P019

WAIT IN17==ON； PLC給信號觸發(fā)

MOVL P020， V060， Z0； 移動到抓取點

SET OUT18， ON； 吸盤吸

DEAY T000.5S； 延時0.5S

MOVL P019， V060， Z0； 返回P019

GOTO L05 IF IN19==ON； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽5

GOTO L04； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽4

L05： 標(biāo)簽5

GOTO L03 IF IN18==ON 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽3

GOTO L02； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽2

L02： 標(biāo)簽2（圓形分揀）

MOVL P023， V060， Z0；

MOVL P024， V060， Z0；

SET OUT18， OFF； 吸盤放

MOVL P023， V060， Z0；

GOTO L01； 回原點

分揀任務(wù)分三步走，圓形，方形，六邊形材料分揀。在機(jī)器人分揀動作啟動之前，它處于一直掃描中，當(dāng)有材料過來，機(jī)器人從原點移動到材料上方點P020，吸盤打開吸取材料，延時0.5S。當(dāng)IN19不置ON時，程序直接跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽4，也就是六邊形分揀的路線。同理其它形狀分揀。跳轉(zhuǎn)判定完成后，就從原點對材料進(jìn)行搬移工作，把材料放到指定點，機(jī)器人再回到原點，等待下一次的抓取。通過系統(tǒng)調(diào)試，能達(dá)到準(zhǔn)確的分揀不同形狀的工件。

3 結(jié)束語

視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人都隨著科技的進(jìn)步在不斷地發(fā)展與完善。而由于視覺傳感的介入，工業(yè)自動化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展。總而言之，機(jī)器視覺的未來是非常樂觀，也是充滿信心的。

參考文獻(xiàn)

[1]孫寶元，楊寶清.傳感器及其應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]賈云得.機(jī)器視覺[M].北京：科技出版社，2000.

作者簡介：劉穎君（1983-），女，湖北黃岡，現(xiàn)就職于華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，研究方向：機(jī)電一體化。

馮木易（1978-），男，湖北天門，現(xiàn)就職于浙江欣亞電器有限公司，電氣工程師。

廖駿森，華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，機(jī)械電子工程，學(xué)生。

摘 要：文章介紹了康耐視視覺傳感器應(yīng)用在廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人的物料分揀系統(tǒng)中。通過PLC將視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人連接起來，用于工件的分揀與搬運(yùn)，通過實驗樣機(jī)的線路設(shè)計，程序編寫與調(diào)試探討了視覺傳感器的優(yōu)越性及其在工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：視覺傳感器；工業(yè)機(jī)器人；PLC

引言

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，與工業(yè)機(jī)器人配合使用來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別與物料分揀，進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。

1 視覺傳感器

1.1 視覺傳感器的概念及工作原理

視覺傳感是應(yīng)用在生產(chǎn)裝置上的一種電子圖像技術(shù)。通過視覺傳感器把圖像抓取到，然后將該圖像傳送至處理單位，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。并根據(jù)判別結(jié)果進(jìn)而控制設(shè)備生產(chǎn)工作。整個視覺傳感器主要有三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計像素的能力，圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量，以像素數(shù)量表示。無論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”細(xì)膩的目標(biāo)圖像。在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。

1.2 視覺傳感器的優(yōu)勢及其應(yīng)用

視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。本設(shè)計采用康耐視機(jī)器視覺，本視覺系統(tǒng)具備智能型視覺工具，使用In-sight Explorer軟件可以進(jìn)行各類型的函數(shù)參數(shù)設(shè)計。此外，In-Sight系統(tǒng)，可與PLC、機(jī)械手網(wǎng)絡(luò)及PC設(shè)備接合。識別原理：利用物品形狀的不同，反射光源面積大小的不同，使得生成的圖像的象素灰度值的大小不同，從而進(jìn)行物品的識別。本次項目，利用視覺系統(tǒng)識別的物件有三種，分別為方形、圓形及六邊形。具體的視覺程序步驟如下。

1.2.1打開工具欄菜單：圖案匹配FindPatterns ，雙擊FindPatterns。

1.2.2選中模板區(qū)域和搜尋區(qū)域。

1.2.3打開工具欄菜單：打開儲存固定區(qū)域Region，雙擊Region。

1.2.4選中模板區(qū)域。

1.2.5打開工具欄菜單：輸入Extracthistogram ，雙擊。

1.2.6選中外部區(qū)域，外部區(qū)域選擇Region，單擊選擇文本。

2 工業(yè)機(jī)器人

2.1 國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展情況

我國工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，工業(yè)機(jī)器人作為最典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍很廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè)，將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起著越來越重要的作用。事實上，中國的制造業(yè)正在迅速進(jìn)入機(jī)器人時代。

2.2 廣州數(shù)控工業(yè)機(jī)器人在系統(tǒng)中的應(yīng)用

本設(shè)計為視覺傳感器在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用研究，利用可編程控制器、視覺傳感器與機(jī)器人結(jié)合分揀不同形狀物件。由視覺傳感器檢測不同形狀物件，經(jīng)計算機(jī)分析圖像、辨別，輸出信號給可編程控制器，最后由工業(yè)機(jī)器人抓取物件、搬運(yùn)，完成 “識別-抓取-搬運(yùn)”的流程。工業(yè)機(jī)器人對視覺信號的采集與分揀程序包括材料抓取，跳轉(zhuǎn)判定及搬移工作，程序部分如下。

L01： 標(biāo)簽一

MOVL P019， V060， Z0； 機(jī)器人原點P019

WAIT IN17==ON； PLC給信號觸發(fā)

MOVL P020， V060， Z0； 移動到抓取點

SET OUT18， ON； 吸盤吸

DEAY T000.5S； 延時0.5S

MOVL P019， V060， Z0； 返回P019

GOTO L05 IF IN19==ON； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽5

GOTO L04； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽4

L05： 標(biāo)簽5

GOTO L03 IF IN18==ON 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽3

GOTO L02； 跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽2

L02： 標(biāo)簽2（圓形分揀）

MOVL P023， V060， Z0；

MOVL P024， V060， Z0；

SET OUT18， OFF； 吸盤放

MOVL P023， V060， Z0；

GOTO L01； 回原點

分揀任務(wù)分三步走，圓形，方形，六邊形材料分揀。在機(jī)器人分揀動作啟動之前，它處于一直掃描中，當(dāng)有材料過來，機(jī)器人從原點移動到材料上方點P020，吸盤打開吸取材料，延時0.5S。當(dāng)IN19不置ON時，程序直接跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽4，也就是六邊形分揀的路線。同理其它形狀分揀。跳轉(zhuǎn)判定完成后，就從原點對材料進(jìn)行搬移工作，把材料放到指定點，機(jī)器人再回到原點，等待下一次的抓取。通過系統(tǒng)調(diào)試，能達(dá)到準(zhǔn)確的分揀不同形狀的工件。

3 結(jié)束語

視覺傳感器與工業(yè)機(jī)器人都隨著科技的進(jìn)步在不斷地發(fā)展與完善。而由于視覺傳感的介入，工業(yè)自動化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展?？偠灾?，機(jī)器視覺的未來是非常樂觀，也是充滿信心的。

參考文獻(xiàn)

[1]孫寶元，楊寶清.傳感器及其應(yīng)用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2]賈云得.機(jī)器視覺[M].北京：科技出版社，2000.

作者簡介：劉穎君（1983-），女，湖北黃岡，現(xiàn)就職于華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，研究方向：機(jī)電一體化。

馮木易（1978-），男，湖北天門，現(xiàn)就職于浙江欣亞電器有限公司，電氣工程師。

廖駿森，華南理工大學(xué)廣州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，機(jī)械電子工程，學(xué)生。