【摘要】目前在生產線上的搬運工業機器人大都是通過預先編程，並按固定的路徑執行動作
，目標物體的初始位置和目標位置都是固定的,jiqirenzhishiwanchengdiandaodiandedongzuo。erduiyushiqushusongxianshangweizhibuquedingdewutirumianbao，daizhuangshipindengwuti，yangudingguijiyunxingdejixieshoujiuwunengweilile。weibaozhengbanyungongyejiqirenshunliwanchengzheleizaixianshifangdegongzuorenwu,需(xu)引(yin)入(ru)視(shi)覺(jiao)進(jin)行(xing)識(shi)別(bie)定(ding)位(wei)，引(yin)導(dao)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)完(wan)成(cheng)對(dui)工(gong)件(jian)的(de)拾(shi)取(qu)和(he)放(fang)置(zhi)等(deng)操(cao)作(zuo)。使(shi)用(yong)視(shi)覺(jiao)引(yin)導(dao)的(de)機(ji)械(xie)手(shou)在(zai)動(dong)作(zuo)執(zhi)行(xing)速(su)度(du)，放(fang)置(zhi)精(jing)度(du)和(he)重(zhong)複(fu)穩(wen)定(ding)性(xing)方(fang)麵(mian)都(dou)較(jiao)人(ren)工(gong)有(you)很(hen)大(da)優(you)勢(shi)。

　　一
、機械手自動拾放係統原理

　　在一些傳統的行業，例如袋裝食品生產、陶tao瓷ci生sheng產chan中zhong，需xu要yao對dui位wei置zhi不bu確que定ding的de物wu體ti如ru麵mian包bao，袋dai裝zhuang食shi品pin等deng進jin行xing拾shi取qu
，而er大da多duo數shu的de搬ban運yun工gong業ye機ji器qi人ren都dou隻zhi能neng通tong過guo預yu先xian編bian程cheng，執zhi行xing固gu定ding路lu徑jing的de拾shi取qu操cao作zuo
，對dui這zhe一yi需xu求qiu無wu能neng為wei力li。為wei此ci，企qi業ye需xu采cai用yong大da量liang人ren力li來lai完wan成cheng搬ban運yun作zuo業ye
，不bu僅jin增zeng加jia人ren力li成cheng本ben
，生sheng產chan效xiao率lv也ye低di。工gong業ye機ji器qi人ren要yao實shi現xian隨sui放fang隨sui取qu的de操cao作zuo，就jiu需xu要yao引yin入ru視shi覺jiao進jin行xing識shi別bie定ding位wei。使shi用yong視shi覺jiao引yin導dao的de機ji械xie手shou在zai動dong作zuo執zhi行xing速su度du，放fang置zhi精jing度du和he重zhong複fu穩wen定ding性xing方fang麵mian都dou較jiao人ren工gong有you很hen大da優you勢shi。

　　由台達DMV機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)與(yu)機(ji)械(xie)手(shou)組(zu)合(he)的(de)機(ji)械(xie)手(shou)自(zi)動(dong)拾(shi)放(fang)係(xi)統(tong)
，具(ju)有(you)高(gao)度(du)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)

，可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)行(xing)業(ye)用(yong)戶(hu)輕(qing)而(er)易(yi)舉(ju)的(de)完(wan)成(cheng)繁(fan)瑣(suo)複(fu)雜(za)的(de)搬(ban)運(yun)作(zuo)業(ye)。該(gai)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)訊(xun)的(de)方(fang)式(shi)，把(ba)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)到(dao)機(ji)械(xie)手(shou)係(xi)統(tong)，並(bing)由(you)機(ji)械(xie)手(shou)實(shi)現(xian)目(mu)標(biao)物(wu)體(ti)的(de)拾(shi)放(fang)。台(tai)達(da)DMV1000控製器，擁有高精度攝像頭
，百萬像素級別鏡頭以及紅色LED環(huan)形(xing)光(guang)源(yuan)
，可(ke)以(yi)精(jing)準(zhun)的(de)引(yin)導(dao)工(gong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)完(wan)成(cheng)對(dui)工(gong)件(jian)的(de)拾(shi)取(qu)和(he)放(fang)置(zhi)等(deng)操(cao)作(zuo)。目(mu)前(qian)

，從(cong)各(ge)行(xing)業(ye)使(shi)用(yong)的(de)反(fan)饋(kui)情(qing)況(kuang)可(ke)知(zhi)，該(gai)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)提(ti)升(sheng)了(le)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)高(gao)，而(er)且(qie)靈(ling)活(huo)性(xing)好(hao)。此(ci)外(wai)
，隻(zhi)需(xu)借(jie)由(you)簡(jian)單(dan)的(de)視(shi)教(jiao)動(dong)作(zuo)
，該(gai)係(xi)統(tong)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)規(gui)格(ge)產(chan)品(pin)的(de)檢(jian)測(ce)
，幫(bang)助(zhu)企(qi)業(ye)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)人(ren)力(li)成(cheng)本(ben)。

　　二

、係統介紹

　　1、係統配置：

　　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：1）台達DMV1000控製器；2）80萬像素攝像頭；3）25mm 百萬像素級別鏡頭
；4）紅色LED環形光源。

　　2、係統控製圖

　　圖1
、係統控製圖

　　3、台達DMV1000視覺控製器特點

　　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
；

　　9）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：

　　1）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；

　　2）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
；

　　3）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。

　　三
、方案實施：

　　1、工作流程：

　　當目標物體從流水線出來，以隨機的姿態進入機器視覺的視野後，由上位機觸發視覺係統進行取像
，然後把圖像信息傳輸給圖像處理器GPU。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）。比如：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°。

　　2
、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2為DMV的接線端子圖。

　　圖2 、DMV的接線端子圖

　　四、方案效果

　　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：

　　1）加工生產效率高（大約每秒鍾拾取3個產品）；

　　2）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；

　　3）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(bei)的(de)增(zeng)幅(fu)。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)。