工業(yè)機(jī)器人與智能視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

☆1、設(shè)備概述

工業(yè)機(jī)器人與智能視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是依據(jù)國(guó)家相關(guān)職業(yè)工種培養(yǎng)及鑒定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中國(guó)當(dāng)前工業(yè)視覺(jué)相關(guān)崗位需求開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)而成。主要面向非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造行業(yè)、半導(dǎo)體及電子制造行業(yè)、3C電子集成行業(yè)、汽車制造行業(yè)、包裝印刷行業(yè)、醫(yī)藥制造行業(yè)、紡織制造行業(yè)、食品加工行業(yè)及相關(guān)行業(yè)，主要從事視覺(jué)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、維護(hù)、編寫異常分析報(bào)告等工作崗位。

設(shè)備以模塊方式自由組合，操作者可以在實(shí)訓(xùn)中訓(xùn)練工業(yè)視覺(jué)多種應(yīng)用方向的檢測(cè)技能，例如測(cè)量，檢測(cè)、識(shí)別、引導(dǎo)定位、精確組裝、3D應(yīng)用等。除此以外，還可以學(xué)習(xí)機(jī)械裝調(diào)、電氣管路連接、程序設(shè)計(jì)、傳感器應(yīng)用、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、檢修排故、觸摸屏組態(tài)、伺服驅(qū)動(dòng)控制等機(jī)電專業(yè)技能。

該設(shè)備技術(shù)涵蓋面廣，定位前瞻，是工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)運(yùn)維教學(xué)實(shí)訓(xùn)、技能鑒定和技能競(jìng)賽的載體。

二、工業(yè)機(jī)器人與智能視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)-主要元件參數(shù)

1、上相機(jī)

分辨率：3072*2048

像元尺寸(μm)：2.4

芯片類型：CMOS行曝光

曝光方式：Rolling

幀率FPS：18

芯片尺寸：1/1.8"

數(shù)據(jù)接口：GigE

快門：25μS~1S

圖像輸出格式：Mono8，BayerRG8/10/10Packed，BayerGB8/10/10Packed,YUV422Packed

增益(dB) X1~X32

動(dòng)態(tài)范圍(dB)：66dB

相機(jī)通用協(xié)議：符合GigE Vision V2.0協(xié)議和GenICam標(biāo)準(zhǔn)

黑白/彩色：彩色

☆2、下相機(jī)

分辨率：2592*1944

像元尺寸(μm)：2.2

芯片類型：CMOS行曝光

曝光方式：Rolling

幀率FPS：23

芯片尺寸：1/2.5"

數(shù)據(jù)接口：GigE

快門：21.5μS~1S

增益(dB)：X1~X32

GPIO：6芯接口:1路光耦隔離輸入，1路光耦隔 離輸出，1路不帶光耦隔離可配置輸入輸出

相機(jī)通用協(xié)議：符合GigE Vison V2.0協(xié)議和GenICam標(biāo)準(zhǔn)

黑白/彩色：黑白

3、上光源

發(fā)光顏色：白色；

發(fā)光角度：45°

消耗功率：不高于24V/6.3W

外殼尺寸（直徑）：不低于90mm

4、下光源

發(fā)光顏色：白色；

發(fā)光角度：45°

消耗功率：不高于24V/6.3W

外殼尺寸（直徑）：不低于90mm

5、光源控制器

發(fā)光方式：常亮/頻閃

自動(dòng)檢測(cè)光源額定電流：連接10mA~0.5A 24V光源

手動(dòng)設(shè)置最大輸出電流：10mA~0.5A可設(shè)

連接器：2pin

亮度可調(diào)級(jí)別：256級(jí)亮度可調(diào)

保護(hù)：短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)

觸發(fā)：電平觸發(fā)

常用觸發(fā)模式：亮度256級(jí)可設(shè)

常用觸發(fā)脈寬：1~999ms

高亮觸發(fā)模式：?jiǎn)瓮ǖ酪?/span>1A輸出

高亮觸發(fā)脈寬：0.01~5.00ms

觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間：≤80μs

觸發(fā)響應(yīng)頻率：≤4KHz

通道數(shù)：4

通信方式：RS232/以太網(wǎng)

6、上鏡頭

焦距mm：25

后焦距mm：11.54

工作距離mm：200~∞

光圈F/#：F1.4~F16

搭配芯片：1/3" | 1/2.5" | 1/1.8" | 2/3"

畸變(%)：<0.3%

最大視場(chǎng)（H*V）：10.9°×8.3° | 13.1°×9.9° | 16.4°×12.4° | 19.4°×16.2°

鏡頭接口：C-Mount

☆7、下鏡頭

焦距mm：25

后焦距mm：11.54

工作距離mm：200~∞

光圈F/#：F1.4~F16

搭配芯片：1/3" | 1/2.5" | 1/1.8" | 2/3"

畸變(%)：<0.3%

最大視場(chǎng)（H*V）：10.9°×8.3° | 13.1°×9.9° | 16.4°×12.4° | 19.4°×16.2°

鏡頭接口：C-Mount

8、輸入電壓：AC220V±10%/50HZ

總功率：低于5KW

環(huán)境要求：無(wú)易燃易爆和腐蝕氣體25℃±10℃; 40~75%RH

9、PLC:

程序容量：不小于64K

基本指令速度：不小于100ns

高速輸入：不小于200k(8路）

高速輸出：不小于200k(5路）

掉電存儲(chǔ)容量：不小于40k字

插補(bǔ)：兩軸圓弧，直線

通信：RS484，RS422，USB,Ethernet,CAN，ModBus

10、觸摸屏：

顯示器：7" TFT LCD

分辨率：800 x 480

亮度（cd/m2）：300

對(duì)比度：500:1

背光類型：LED

背光壽命：>30，000小時(shí)

顯示色彩：16M

觸控面板類型：四線電阻式

觸控精度：動(dòng)作區(qū) 長(zhǎng)度（X）±2%，寬度（Y）±2%

閃存（Flash）：不低于128 MB

內(nèi)存（RAM）：不低于128 MB

I/O端口：uSB Host、USB 2.0x1

以太網(wǎng)絡(luò)：10/100 Base-Tx 1

串行接口：COM1:RS-232,COM2:RS-485 2W/4W

11、工控機(jī)：

處理器：不低于I7

運(yùn)行內(nèi)存：不低于8G

硬盤：不低于512G

鼠標(biāo)：有線鼠標(biāo)

鍵盤：有線鍵盤

12、顯示器：

屏幕尺寸：19.5寸寬屏

可視尺寸：494mm

點(diǎn)距：0.2712(H)x0.2626(V)mm

亮度（典型值）：200cd/m2

對(duì)比度（典型值）：20000000:1（動(dòng)態(tài)）

響應(yīng)時(shí)間（典型值）：5ms

13、模組行程：行程X＞300mm、行程Y＞300mm、行程Z＞300mm；

14、模組導(dǎo)程：X軸導(dǎo)程10mm、Y軸導(dǎo)程10mm、Z軸導(dǎo)程10mm；

15、模組重復(fù)精度：X軸±0.02mm、Y軸±0.02mm、Z軸±0.02mm、R軸±0.1度；

16、R軸模組：R軸范圍±45°mm；

17、設(shè)備重量：不高于400kg；

18、應(yīng)用板尺寸：長(zhǎng)≤300mm，寬≤200mm，高≤20mm；應(yīng)用模塊：不低于8個(gè)

19、應(yīng)用模塊：

①螺母分揀

在原料區(qū)內(nèi)放置大小不同的4種螺母，通過(guò)PLC控制相機(jī)移動(dòng)到原料區(qū)上方，通知相機(jī)采集圖像，檢測(cè)有無(wú)螺母，并判斷螺母型號(hào)，匹配定位，再通過(guò)夾爪內(nèi)撐抓取螺母，PLC控制夾爪移動(dòng)到存儲(chǔ)盒上方，松開(kāi)夾爪，將螺母放到對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)盒內(nèi)。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、引導(dǎo)定位、腳本應(yīng)用

②書簽檢測(cè)

原料區(qū)內(nèi)放置圖案不同的4枚書簽，通過(guò)PLC控制相機(jī)移動(dòng)到原料區(qū)上方，采集圖像，視覺(jué)軟件判斷書簽圖案并進(jìn)行尺寸測(cè)量，判斷書簽類型，并定位，再通過(guò)吸嘴吸取書簽，PLC控制吸嘴移動(dòng)到成品區(qū)上方，分類放到成品區(qū)內(nèi)。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、棋盤格校正工具、模板匹配工具、卡尺工具、查找工具集、測(cè)量工具集、腳本應(yīng)用

③劃痕檢測(cè)

將6枚書簽隨意擺放在原料區(qū)，通過(guò)PLC控制相機(jī)運(yùn)動(dòng)到原料區(qū)上方，采集圖像，視覺(jué)軟件判斷書簽表面是否有劃痕，并定位，再通過(guò)吸嘴吸取書簽，PLC控制吸嘴移動(dòng)到成品區(qū)上方，根據(jù)軟件判定結(jié)果，將書簽放到成品OK區(qū)或NG區(qū)。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、斑點(diǎn)工具、引導(dǎo)定位、腳本應(yīng)用

④顏色識(shí)別

將8枚產(chǎn)品隨意擺放在原料區(qū)（產(chǎn)品表面貼有標(biāo)簽，標(biāo)簽字符為F、U、N、A，每種字符分紅綠兩種顏色），通過(guò)PLC控制相機(jī)運(yùn)動(dòng)到原料區(qū)上方，采集圖像，視覺(jué)軟件判斷顏色，識(shí)別字符，并定位，再通過(guò)吸嘴吸取產(chǎn)品，PLC控制吸嘴移動(dòng)到成品區(qū)上方，根據(jù)軟件判定結(jié)果，放置到對(duì)應(yīng)成品區(qū)域。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、字符識(shí)別工具、顏色匹配工具、引導(dǎo)定位、腳本應(yīng)用

⑤飛拍檢測(cè)

將9枚產(chǎn)品放置在待檢區(qū)域內(nèi)，通過(guò)PLC控制相機(jī)不間斷連續(xù)運(yùn)動(dòng)，到預(yù)設(shè)點(diǎn)位進(jìn)行取像，通過(guò)視覺(jué)軟件識(shí)別產(chǎn)品顏色。再通過(guò)吸嘴吸取產(chǎn)品，PLC控制吸嘴移動(dòng)到成品區(qū)上方，根據(jù)軟件顏色識(shí)別的結(jié)果，分類放置到對(duì)應(yīng)成品區(qū)域。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、硬件觸發(fā)相機(jī)采集圖像、顏色匹配工具、腳本應(yīng)用

⑥精密組裝

1. 將產(chǎn)品A任意擺放在原料區(qū)，產(chǎn)品B放置在成品區(qū)，通過(guò)PLC控制上相機(jī)移動(dòng)到原料區(qū)上方，通知相機(jī)拍照，視覺(jué)軟件定位，通過(guò)吸嘴將產(chǎn)品A吸出

2. PLC控制吸嘴移動(dòng)到下相機(jī)處，產(chǎn)品A第一次拍照，計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度，PLC控制U軸旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行第二次拍照，計(jì)算X、Y偏移

3. PLC根據(jù)軟件結(jié)果，控制吸嘴移動(dòng)到成品區(qū)完成精確組裝

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、查找工具集、交點(diǎn)工具集、創(chuàng)建幾何圖形工具集、上相機(jī)引導(dǎo)定位、下相機(jī)引導(dǎo)定位、腳本應(yīng)用

⑦拼圖應(yīng)用

將9塊拼圖板（拼圖背面印有二維碼）任意擺放在原料區(qū)，通過(guò)PLC控制上相機(jī)移動(dòng)到原料區(qū)上方，PLC通知相機(jī)拍照，視覺(jué)軟件定位，PLC控制吸嘴移動(dòng)到拼圖上方，控制吸嘴將拼圖吸出，再控制吸嘴移動(dòng)到下相機(jī)處拍照，識(shí)別二維碼，并定位，根據(jù)識(shí)別到的二維碼，最終將拼圖放置到正確的區(qū)域

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、查找工具集、交點(diǎn)工具集、創(chuàng)建幾何圖形工具集、ID工具、上相機(jī)引導(dǎo)定位、下相機(jī)引導(dǎo)定位、腳本應(yīng)用

⑧PCB板檢測(cè)

將4個(gè)產(chǎn)品擺放在原料區(qū)，通過(guò)PLC控制上相機(jī)運(yùn)動(dòng)到原料區(qū)上方，通知相機(jī)拍照，視覺(jué)軟件尺寸檢測(cè)，并定位，PLC控制吸嘴移動(dòng)到產(chǎn)品上方，控制吸嘴將產(chǎn)品取出，并移動(dòng)到下相機(jī)處拍照，識(shí)別底部二維碼和字符，進(jìn)行比對(duì)，并定位，最后將產(chǎn)品按照順序放到成品區(qū)域。

考核知識(shí)點(diǎn)：相機(jī)光源連接與調(diào)試、采集圖像、標(biāo)定工具、模板匹配工具、查找工具集、交點(diǎn)工具集、創(chuàng)建幾何圖形工具集、測(cè)量工具集、ID工具、字符識(shí)別工具、上相機(jī)引導(dǎo)定位、下相機(jī)引導(dǎo)定位、腳本高級(jí)應(yīng)用

20、視覺(jué)軟件

①圖形化的流程編輯，可讓用戶在輕腳本的情況下，通過(guò)參數(shù)配置，快速實(shí)現(xiàn)視覺(jué)項(xiàng)目

②能實(shí)現(xiàn)圖像采集、圖像預(yù)處理、模板匹配、找圓、找邊、Blob分析、間隙測(cè)量、幾何測(cè)量、劃痕檢測(cè)，邊緣檢測(cè)、OCR 檢測(cè)、串口通訊、以太網(wǎng)通訊等一系列常用的功能，組合不同功能，能簡(jiǎn)單快速生成工業(yè)視覺(jué)測(cè)量、檢測(cè)方案

③能夠創(chuàng)建至少6種算子塊

④至少包含采集設(shè)置、圖像采集、導(dǎo)入圖像、圖像緩存、導(dǎo)出圖像、標(biāo)定、自動(dòng)標(biāo)定、光源標(biāo)定、預(yù)處理、濾波、圖像拼接、圖像操作、二值化、縮放、通道提取、形態(tài)學(xué)、亮度、對(duì)比度及伽馬值調(diào)整、旋轉(zhuǎn)平移、鏡像、圖像裁剪、直方圖均衡化、光度立體、找點(diǎn)、找直線、找圓、灰度匹配、特征匹配、輪廓匹配、ROI 校正基準(zhǔn)設(shè)置、生成 ROI、霍夫找圓、霍夫找直線、卡尺、間隙測(cè)量、幾何關(guān)系、自動(dòng)對(duì)焦、顏色測(cè)量、灰度測(cè)量、對(duì)焦 3D 測(cè)量、Blob 分析、劃痕檢測(cè)、邊緣提取、輪廓操作、變量模型、輪廓度、輪廓對(duì)比、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣缺陷檢測(cè)、OCR、條碼識(shí)別、二維碼識(shí)別、TCP/IP、串口、通用 IO、Modbus、HID、鍵盤事件、PLC、邏輯運(yùn)算、點(diǎn)數(shù)組轉(zhuǎn)換、Scriptor、變量設(shè)置、Overlay、延時(shí)、擴(kuò)展庫(kù)、彈出對(duì)話框、導(dǎo)出到 CSV、變量讀寫、數(shù)據(jù)庫(kù)操作、退出程序等算子

21、伺服電機(jī)

數(shù)量：1臺(tái)

額定功率：不低于0.1KW

額定轉(zhuǎn)矩：不低于0.32N·M

額定電流：不低于1.3A

額定轉(zhuǎn)速：不低于3000rpm

最高轉(zhuǎn)速：不低于6000rpm

22、伺服電機(jī)

數(shù)量：3臺(tái)

額定功率：不低于0.4KW

額定轉(zhuǎn)矩：不低于1.27N·M

額定電流：不低于2.8A

額定轉(zhuǎn)速：不低于3000rpm

最高轉(zhuǎn)速：不低于6000rpm

23、伺服驅(qū)動(dòng)器

數(shù)量：1臺(tái)

產(chǎn)品類型：脈沖型

負(fù)載：不小于100W

載波頻率：不低于12KHz

電流環(huán)采樣：不低于625KHz

位置環(huán)采樣：不低于8KHZ

速度環(huán)采樣：不低于16KHz

回零模式最小同步周期：≤125us

輪廓位置模式同步周期：≤125us

24、伺服驅(qū)動(dòng)器

數(shù)量：3臺(tái)

負(fù)載：不小于400W

產(chǎn)品類型：脈沖型

載波頻率：不低于12KHz

電流環(huán)采樣：不低于625KHz

位置環(huán)采樣：不低于8KHZ

速度環(huán)采樣：不低于16KHz

回零模式最小同步周期：≤125us

輪廓位置模式同步周期：≤125us