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傳統袋裝食品生產線或陶瓷生產線上都配有大量的工人來收集傳送帶上的成品，然後放置到托盤上，不(bu)僅(jin)工(gong)人(ren)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)大(da)，而(er)且(qie)企(qi)業(ye)要(yao)使(shi)用(yong)大(da)量(liang)人(ren)手(shou)工(gong)作(zuo)，也(ye)增(zeng)加(jia)了(le)人(ren)力(li)資(zi)源(yuan)的(de)成(cheng)本(ben)。為(wei)此(ci)，我(wo)們(men)設(she)計(ji)了(le)一(yi)個(ge)機(ji)械(xie)手(shou)自(zi)動(dong)拾(shi)放(fang)係(xi)統(tong)來(lai)滿(man)足(zu)這(zhe)類(lei)廠(chang)家(jia)的(de)生(sheng)產(chan)需(xu)要(yao)。
1 係統概況
係統由台達DMV係列視覺傳感器與卡諾普公司的機械手配合，通過以太網通訊的方式，把檢測數據傳送到機械手係統，並由機械手實現目標物體的拾放
2 係統設備配置
2.1 係統設備簡介
根據產品生產的要求，從經濟性和係統可靠性的角度出發，選擇控製係統的元器件。
機器視覺係統可選擇台達DMV1000控製器，擁有80萬像素攝像頭，25mm 百萬像素級別鏡頭，以及紅色LED環形光源。
2.2 台達DMV1000視覺控製器特點
台達DMV1000視覺控製器特點有以下幾點：
（1）內建操作係統，小型化體積，無需搭配PC操作；
（2）流程化操作接口，降低使用者設定上的複雜度；
（3）提供多樣檢測功能，滿足大部份應用需求；
（4）工業級設計，符合於震動、高溫等生產環境；
（5）支持雙攝影機同步檢測 (80萬畫素之1394a攝影機)；
（6）I/O、RS232、Ethernet、USB等多樣外部通訊方式；
（7）SD 記憶卡儲存裝置；
（8）提供操作器及PC軟件設定接口；
目前DMV產品已擁有大量的圖形工具，包括麵積測量、邊緣位置、邊緣計數、邊緣寬度、邊緣節距、邊形比對、邊緣角度、斑點偵測、影像強度、汙點檢測、邊緣追蹤及寬度追蹤。其檢測係統使用了專用的視覺LED光源，主要有三大特點。實現，使用壽命長，一萬到三萬小時左右。如果選用頻閃的功能，LED壽命將更長，而且LED的通斷速度快，可在10微秒達到最大亮度；其次，LED有不同的顏色不同的波長，用戶可以根據檢測對象的特征選用不同波長的光源，以突出檢測特征從而達到理想的效果；最後，穩定性好，LED燈采用直流供電，克服了交流供電時出現的工頻頻閃現象，保持了獲取圖像的一致性。圖1為係統控製圖。
圖1 係統控製圖
如圖2suoshi，dangmubiaowuticongliushuixianchulai，yisuijidezitaijinrujiqishijiaodeshiyehou，youshangweijichufashijiaoxitongjinxingquxiang，ranhoubatuxiangxinxichuanshugeituxiangchuliqiGPU。通過圖像處理器的運算，計算出產品的重心位置（XY坐標和角度θ），下圖顯示出機器視覺檢測出視野裏出現了7個目標物體，這7個物體的位置數據將通機器視覺自帶的通訊口與上位機進行通訊，最後由上位機發送指令給機械手執行動作。
此外，台達DMV產品還支持RS232/RS485、Ethernet(10BASE-T)和台達DVP PLC-Link等通訊方式。市麵上幾家大的機械手廠家包括ABB、KUKA以及Staubli均支持DMV的通訊接口。經過程序優化，機械手的抓取速度可達到200個/分鍾，定位誤差小於0.5mm，角度誤差小於1°。
圖2 機器視覺圖像顯示圖
2.3 技術性能及係統參數
檢測內容：產品中心的XY位置及角度θ
通訊方式：通過以太網發送產品的位置數據到上位機（PLC，工控機）
FOV（檢測視野）：200×150mm
WD（工作距離）：800mm
3 DMV控製係統設計
作為位置測量係統的DMV，除供電電源外，觸發信號和位置坐標值輸出都是通過以太網口與上位機進行通訊，圖3為DMV的接線端子圖。
圖3為DMV的接線端子圖
台達DMV視覺係統支持modbus TCP/IP，現以Trigger來:在RS485時，當輸入命令【:010610000001E8 CR LF】時，DMV會執行trigger檢測動作。
圖4為機械手與DMV通訊的參考代碼，其中機械手觸發DMV和讀取x坐標指令，y和角度的略去。
圖4 機械手與DMP通訊的參考代碼
5 結束語
該檢測係統經過合適的選型、較好的硬件配置及完善的程序設計，完全滿足用戶要求。此外，該係統還具備以下幾個特點：首先，加工生產效率高（大約每秒鍾拾取3個產品）；其次，靈活性好，通過簡單的視教動作，即可實現多種不同規格產品的檢測；第三，大大減輕工人勞動強度。
隨(sui)著(zhe)國(guo)內(nei)人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)長(chang)以(yi)及(ji)加(jia)工(gong)企(qi)業(ye)對(dui)品(pin)質(zhi)，產(chan)能(neng)要(yao)求(qiu)的(de)不(bu)斷(duan)提(ti)升(sheng)，對(dui)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)介(jie)入(ru)生(sheng)產(chan)領(ling)域(yu)取(qu)代(dai)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)，檢(jian)測(ce)的(de)需(xu)求(qiu)將(jiang)呈(cheng)現(xian)出(chu)快(kuai)速(su)增(zeng)長(chang)的(de)趨(qu)勢(shi)。據(ju)統(tong)計(ji)，歐(ou)美(mei)日(ri)等(deng)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)使(shi)用(yong)率(lv)較(jiao)10年前有近10倍的增幅。實shi際ji上shang，在zai精jing密mi電dian子zi行xing業ye，使shi用yong機ji器qi視shi覺jiao，機ji械xie手shou進jin行xing產chan品pin尺chi寸cun測ce量liang，外wai觀guan檢jian測ce，對dui位wei等deng應ying用yong已yi非fei常chang成cheng熟shu，在zai一yi些xie高gao精jing度du的de對dui位wei應ying用yong裏li，機ji器qi視shi覺jiao產chan品pin的de測ce量liang精jing度du已yi大da大da超chao載zai人ren工gong檢jian測ce的de分fen辨bian率lv和he精jing度du。
作者簡介：
李景昌，出生1974年，畢業於廣東工業大學自動控製專業。現任中達電通股份有限公司高級視覺應用工程師，從事台達機器視覺產品在國內的應用推廣。
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