爱普生机器人软件编程操作培训-机器视觉.ppt

EPSON 机械手软件编程操作培训机器视觉（VISION GUIDE)介绍,USB相机接口,视频接入插口,以太网接口,24V电源接线端子,1.1 CV1控制器各接口,CV1控制器通过上图的以太网口与RC180(RC90)控制器的以太网口连接，相机接口上接上EPSON配套的相机，设置好IP就可以配套使用了。,1.2 打开，单击“设置”“视觉”，在“激活视觉”前打钩，单击“配置”即可查看相机的设置信息，如右图所示,相机控制器信息,控制器通道1相机信息,删除相机连接,设置相机IP及通道,增加一个相机连接,设置好相机后单击应用,恢复相机设置,重启相机控制器,搜索连接到控制器的相机,2.1点击“设置”中，“视觉”菜单，弹出如图视觉画面，或者单击“”图标进入如下画面，输入序列名称后即可看到视觉图像,单击新建SEQUENCE,点击新建Sequence按钮后弹出新建对话框,3.1 把视觉模型放入相机视野，然后调整相机使相机得到清晰图像，然后 单击“”图标，然后再视野范围内单击，出现二个紫色方框如下图所示，外框 为搜索范围，内框围模板特征抽取。,视野范围,模板特征抽取,3.2 调整视野范围和模板特征抽取方框，调整模板特征窗口时可将缩放调制合适的值 然后再对模版特征窗口进行细微调整，调整好后单击“示教”,模型特征抽取,3.3 点击下图的显示模型按钮,左图所示，可以对模板的细节进行修改，提高特征抽出结果。调整好后单击确定,点击此处的显示模型按钮，弹出下图,视觉的输出点，也可以调整修改,3.4 建立好模版后设置模版的属性，包括模版名称，匹配度，搜索个数等，然后单击 运行对象，测试能否找到模版，不能的话重新设置属性，然后再运行对象,运行模板测试后，视野所有的模板标志都能找得到,建立好模板后，将此处模板搜索个数改为5,3.5序列及对象属性设置1.序列常用属性设置1）calibration 设置校准编号，即该序列反馈的机器人坐标以设定的校准为参考2）Camera 设定相机通道号3）Name设定序列名称，用于视觉子程序调用指令中2 几何对象常用属性设置1）Accept匹配值设定，设定值越高要求图像与模版的匹配程度越高，默认值为700，最大1002）ModelOrgAutoCenter模版中心设定，设置为Ture时自动获取模版中心位置，设置为False时刻移动中心，默认为False3）Number ToFind设置搜索上限个数,4.1 新建一个Calibration，设置相机通道及相机安装方式（安装方式不同，校准的办 法也不同）,单击该标签新建校准,相机安装的模式,相机通道,4.2 选择新建Calibration的目标序列，设定校准tool及序列号（工具坐标在校准之前先校好）,设置目标序列，也就是你要用来建立calibration的模板所属的序列号,设置校准tool,4.3 示教工具准备,1.示教模版（建议使用类似下图模版）,2.示教工具（建议使用如下圆锥形示教工具，便于搜索模版中心，安装时使圆锥治具 与夹具或吸盘同心）,2.然后将模版放到视野中央并固定，新建一个几何图形对象，并运行对象看能否搜索到 模版，确定能搜索到模版后，转到校准画面，设置好相机通道，相机安装方式，示教序 列，及工具编号后单击“示教点”,4.4.1 相机移动向下安装时视觉校准步骤1.先将模版放到视野中央，然后调整是相机光圈及焦距，使相机能清晰成像，然后固 定好光圈及焦距，移动了焦距或光圈将需重新校准。,3.示教一个参考点,移动机械手使锥形治具的中心与模版的中心重合，然后单击示教,4.按照S型走9宫图，依次使模版处在视野的左上方，上中，右上方，右中，中间，左中，左下 方，下中，右下方，如下图所示,5 示教完第九个点后，单击”校准“，机器人自动移动到对应点相机会自动进行校准，并提示校准结果，如下图所示，然后单击确定完成校准,每像素对应的距离,X方向最大偏差,Y轴偏移角度,X轴平均误差,Y方向最大偏差,每像素对应的距离,Y轴平均误差,X轴偏移角度,相机视野,4.4.2 相机固定向下安装时视觉校准步骤1.相机固定向下安装时模版要采用类似下图的九点矩阵模版间隔不需完全一致，使九点 能在同一视野全部找的到，然后新建9个对象按照下图所示命名，然后新建校准并设定 好相关参数后，示教九个点，然后再单击校准,4.4.3 相机固定向上安装时视觉校准步骤1.相机固定向上安装时模版要采用类似下图的模版，并且将模版贴到治具上然后，新建 一个对象，再新建一个校准并设定好参数后单击“示教点”，示教完九个点后，单击“校准”。,4.4.4 对于固定向上安装的相机计算工具坐标偏移是要按以下程序 进行运算得来Function CalcToolBoolean foundReal x,y,uReal x0,y0,u0Real xTool,yTool,rTool,thetaTool 0VRun findTipVGet findTip.tip.RobotXYU,found,x,y,uIf found Then Get the TOOL 0 positionx0=CX(P*)y0=CY(P*)u0=CU(P*)Calculate initial tool offsets X and Y distance from tip found with vision to center of U axisxTool=x-x0yTool=y-y0,Calculate angle at initial offsetstheta=Atan2(xTool,yTool)Calculate angle of tool when U is at zero degreestheta=theta-DegToRad(u0)Calculate tool radiusrTool=Sqr(xTool*xTool+yTool*yTool)Calculate final tool offsetsxTool=Cos(theta)*rToolyTool=Sin(theta)*rTool Set the toolTLSet 1,XY(xTool,yTool,0,0)EndIfFendManually calculating tool offsets,4.4.5 常用校准属性设置 1）Camera设置相机通道2）CameraOrientation设置相机安装方式3）RobotTool设置视觉工具坐标4）TargetSequence设置目标序列，即该校准与那个序列对应,VGet seqName.objName.resultName(resultnum),var,VRun seqName,VSet,value,获得对应的序列号下的模板号对应的结果，赋值给相对应的变量,运行序列号,设置对应的序列号下的模板号对应的属性,如：VSet findPart.CameraGain,100 设置名为findPart的序列号的增益为100 VRun findPart 运行名为findPart的序列 VGet findPart.corr01.RobotXYU,found,x,y,u 获得名为findPart序列下名为 corr01的模板的XYU值，赋值给x y u,Function vision1Real X,Y,Z_Geom01,z_Geom02,z_Geom03,U Real num_1Z_Geom01=-102.288VRun a4VGet a4.Geom01.NumberFound,num_1If num_1 0 Then For i=1 To num_1VGet a4.Geom01.RobotXYU(i),found_Geom01,X,Y,U If U 180 Then U=U-360P(10+i)=XY(X,Y,Z_Geom01,U)Print P(10+i)Next iEndIf FEND,6.1如下所示，VISION GUIDE中序列号名为a4,模板名称为Geom01,此程序将视野中找的 所有模板的点位置连续赋值给p10开始的点位,FUNCTION ROBOT1If num_1 0 ThenFor i=1 To num_1Jump P(10+i)/L C0On 8Wait Sw(8)=On,0.2Jump zhiju_zheng/L C1Off 8Next iEndIfFEND,6.2如下所示程序：依次移动到刚才通过视觉找到的点坐标位置处，将产品吸取，然后 放到固定位置,EPSON 跟其他视觉配合介绍,7.1 EPSON机器人跟其他品牌视觉配合注意点1.跟其他品牌视觉配合时就不能使用EPSON的视觉教导来新建序列模版及校准了，就 要采用RS232串口或TCP/IP通讯来实现。2.机器人跟其他视觉建立校准时跟采用EPSON视觉时相似，但是示教点位就需要自己 手动填上去，或通过上位机写通讯程序，来保存点位3.示教好点位后，就要通过运行一个校准程序，完成机器人跟其他视觉的校准。4.使用时，机器人通过通讯发送一个握手字符给视觉系统，或者通过外部I/O发送一个 拍照信号，视觉收到握手字符或拍照信号后进行拍照，然后视觉通过通讯给控制器发 送一串字符串（包含像素值坐标，判断结果，及其他相关信信息）控制器收到像素值 后，通过指令将像素值转换为机器人坐标，然后机器人再走到相应点位,2.1 移动向下相机应用案例（相机安装在SCARA机械手第二臂上）,1）准备一个类似下图所示针尖工具，装到治具上2）准备一个类似下图所示的MARK，将MARK贴到拍照区域平面 内,3）新建一个校准点文件,单击右键，选择单击“新建”进入右图画面,输入点文件名称“camera_move_down单击”确定“,4）针尖工具坐标校准,在“工具”画面单击“工具向导”，进入工具向导画面，选择移动向下工具编号，如下图所示：,选择工具编号1,选择工具编号1,单击“示教”进入下图画面，移动X、Y使针尖对准MARK，确保U=0。,对准MARK后单击“示教”，进入如下画面,单击“示教”进入如下画面，使U=180，Z保持不变，然后移动X、Y，使针尖再次对准MARK,对准MARK点后单击“示教”，进入如下画面，单击“完成”。,5）移动向下工具坐标测试 打开步进示教画面，如下图所示，设置tool为tool 1（与之前示教的针尖tool保持一致），先将针尖对准MARK点所在位置，正反旋转U,看针尖是否偏离MARK位置，如果针尖偏移很大说明tool示教失败需要重新示教。,设置为tool 1,模式选择默认模式,6）九宫格九点示教、单击“工具”“机器人管理器”“步进示教”或单击工具栏图标“”后，选择“步进示教”页面。设置如下图所示：,设置为tool 1,选择默认模式,选择点文件“camera_move_down”,选择世界坐标,移动机械手X、Y使针尖对准MARK，然后将该点保持到P0点（一定要在之前示教的针尖工具“TOOL 1”下保存P0参考点）将TOOL切回TOOL 0，然后再示教九宫格九点（移动向下相机九宫格九点一定要在TOOL 0下示教）如下图所示,设置为tool 0,选择默认模式,选择点文件“camera_move_down”,选择世界坐标,移动机械手，使MARK依次出现在视野的左上，中上，右上，右中，中间，左中，左下，中下，右下，并将机器人点位依次保存到P11-P19。如下图所示：,左上,中上,右上,右中,中间,左下,左中,中下,右下,7）新建一个“cal.prg程序,单击右键，单击“新建”进入右图对话框,输入程序名称“cal”，单击确定,8）在“cal.prg”程序输入以下样例程序,9）运行“cal_camera_move”函数,选择“cal_camera_move”函数，单击“开始”运行校准函数，如果校准成功将打印校准结果，否则要重新校准,如果校准结果的平均偏差及最大偏差太大（一般在0.1以内）说明校准有问题，要重新校准,10）视觉调用样例程序,4.2 固定向上相机应用案例（相机安装在外部，向上安装）,1）准备一个类似下图所示的MARK，将MARK贴到要拍照的治具上2）新建一个点文件,单击右键，选择单击“新建”进入右图画面,输入点文件名称“camera_fixed_up,单击”确定“,3）固定向上相机工具坐标示教 将MARK贴到吸嘴上，调整机械手姿态，使相机与拍照面垂直（尽量让机械手抬高一点，MARK尽量贴到吸嘴中间），固定好相机、光源及镜头，调整相机焦距及光源镜头使图像尽可能清晰，将光源，镜头及相机光圈锁死，记下当前机械手高度，正常工作时要让机械手在此高度下拍照。单击“工具”“机器人管理器”工具或单击工具栏“”图标后，选择“工具”页面。如下图示,在“工具”画面，单击“工具向导”，进入工具向导画面，选择工 具编号1，如下图所示：,选择工具坐标1,单击“示教”进入下图画面，使MARK移动视野中间，记下当前MARK像素坐标（或在屏幕上标记此位置），确保U=0。,记下当前MARK像素坐标后，后单击“示教”，进入如下画面,单击“示教”进入如下画面，使U=180，Z保持不变，然后移动X、Y，使MARK再次回到之前标记的像素坐标位置,对准MARK点后单击“示教”，进入如下画面，单击“完成”。,4）固定向上相机工具坐标测试 打开步进示教画面，如下图所示，设置tool为tool 1（与之前示教的MARK tool保持一致），记下MARK点像素值（或在屏幕上标记此位置），正反旋转U,看MARK是否偏离原来，如果针尖偏移很大说明tool示教失败需要重新示教。,设置为tool 1,模式选择默认模式,5）九宫格九点示教、单击“工具”“机器人管理器”“步进示教”或单击工具栏图标“”后，选择“步进示教”页面。设置如下图所示：,设置为tool 1,选择默认模式,选择点文件“camera_fixed_up”,选择世界坐标,移动机械手，使MARK依次出现在视野的左上，中上，右上，右中，中间，左中，左下，中下，右下，并将机器人点位依次保存到P11-P19。（固定向上相机9宫格9点要在之前示教的TOOL 1下保存）如下图所示：,左上,中上,右上,右中,中间,左下,左中,中下,右下,6）新建一个“cal.prg程序,单击右键，单击“新建”进入右图对话框,输入程序名称“cal”，单击确定,7）在“cal.prg”程序输入以下样例程序,8）运行“cal_camera_fixed_up”函数,选择“cal_camera_fixed_up”函数，单击“开始”运行校准函数，如果校准成功将打印校准结果，否则要重新校准,如果校准结果的平均偏差及最大偏差太大（一般在0.1以内）说明校准有问题，要重新校准,9)示教放料位置（放料位置要在视觉拍照计算的到的工具坐标下保存），先将一个产品放到目标放料位置，在TOOL 0下，手动移动机械手对准放料位置，示教当前位置，新建一个“cal_put”函数，运行该函数将放料位置在视觉生成的工具坐标下重新保存放料位置。,10)固定向上相机程序调用样例,4.3 固定向下相机应用案例（相机安装在机台上）,1）准备一个类似下图所示针尖工具，装到治具上2）准备一个类似下图所示的九点MARK，将MARK贴到拍照区域 平面,使九点尽可能布满整个视野,3）新建一个校准点文件,单击右键，选择单击“新建”进入右图画面,输入点文件名称“camera_fixed_down单击”确定“,4）针尖工具坐标校准,在“工具”画面单击“工具向导”，进入工具向导画面，选择移动向下工具编号，如下图所示：,选择工具编号1,单击“示教”进入下图画面，移动X、Y使针尖对准一个MARK，确保U=0。,对准MARK后单击“示教”，进入如下画面,单击“示教”进入如下画面，使U=180，Z保持不变，然后移动X、Y，使针尖再次对准同一MARK,对准MARK点后单击“示教”，进入如下画面，单击“完成”。,5）固定向下工具坐标测试 打开步进示教画面，如下图所示，设置tool为tool 1（与之前示教的针尖tool保持一致），先将针尖对准MARK点所在位置，正反旋转U,看针尖是否偏离MARK位置，如果针尖偏移很大说明tool示教失败需要重新示教。,设置为tool 1,模式选择默认模式,5）九宫格九点示教、单击“工具”“机器人管理器”“步进示教”或单击工具栏图标“”后，选择“步进示教”页面。设置如下图所示：,选择世界坐标,设置为tool 1,选择默认模式,选择点文件“camera_fixed_down”,移动机械手，使针尖依次对准视野的左上，中上，右上，右中，中间，左中，左下，中下，右下MARK，并将机器人点位依次保存到P11-P19。（固定向下相机9宫格9点要在之前示教的TOOL 1下保存）如下图所示：,左上,中上,右上,右中,中间,左下,左中,中下,右下,6）新建一个“cal.prg程序,单击右键，单击“新建”进入右图对话框,输入程序名称“cal”，单击确定,7）在“cal.prg”程序输入以下样例程序,8）运行“cal_camera_fixed_down”函数,选择“cal_camera_fixed_down”函数，单击“开始”运行校准函数，如果校准成功将打印校准结果，否则要重新校准,如果校准结果的平均偏差及最大偏差太大（一般在0.1以内）说明校准有问题，要重新校准,9）固定向下视觉调用样例程序,4.4 同一台机械手安装有多个相机1）按照前面介绍的三种方法，先一个相机一个相机的进行校准，每一个相机校准用不同的工具坐标TOOL（最多15个），不同的校准编号（最多15个），并用不同点文件保存不同相机校准的点位（注意每一个校准用一个新的工具坐标，一个新的校准编号，一个校准点文件，否则会导致某个校准被覆盖）2）所有相机都校准完成后，运行一个总的校准函数，将所有校准文件保存到同一个文件中。3）调用方法跟单独一个相机时的调用方法一致。,3）总的校准函数样例程序（示例校准了3个相机）,谢 谢,