如何設計工業機器人視覺系統？看這篇文章！
發布時間:
2023-06-19
在我們的生活中中，眼睛起著至關重要的作用。工業機器人也不例外，要完成正常生產任務，沒有一套完善的視覺系統是做不到的。
在我們的生活中中，眼睛起著至關重要的作用。工業機器人也不例外，要完成正常生產任務，沒有一套完善的視覺系統是做不到的。那么如何設計工業機器人的視覺系統呢？
機器人“眼睛”的構成
攝像頭和光學部件：選擇合適的攝像頭類型，如黑白、彩色或線掃描，配備適當的鏡頭，用于拍攝被檢測的物體。
燈光：使用適當的燈光系統照亮被檢測物體，以獲得更好的圖像質量。常見的燈光形式包括熒光燈、LED、白熾燈和石英鹵光纖。
部件傳感器：采用光柵或傳感器，當部件靠近時觸發信號，通知機器視覺系統進行圖像采集。
圖像采集卡：安裝在計算機上的視頻抓取卡，將攝像頭與計算機連接，并將模擬或數字信號轉換為計算機可處理的數據。它還提供控制攝像頭參數的功能。
計算機平臺：計算機是機器視覺系統的核心組成部分。通常使用高性能的CPU，工業級計算機可適應制造現場的振動、灰塵和熱輻射等環境。
檢測軟件：機器視覺軟件用于創建和執行程序、處理采集的圖像數據，并根據預設規則作出通過或失敗的決策。它可以是單一功能的庫或控件，也可以是多功能的套件。
數字I/O和網絡連接：與外部系統和數據庫進行通信的接口。通常使用數字I/O板卡和/或網絡接口卡實現與其他系統的數據交換。
在配置基于PC的機器視覺系統時，以下是需要認真考慮和注意的幾個關鍵點：
確定目標：明確你的檢測任務目標，決定需要實現的功能。檢測任務可以包括測量或計量、字符或編碼信息讀取、物體狀態檢測、模式識別、模板匹配、機器或機器人導航等。明確任務目標有助于確定系統所需的功能和算法。
確認測試需求：為了確保最大程度地檢測部件缺陷，明確需要進行哪些測試是關鍵。可以制作評估表，列出必須進行的測試和可選的測試項，以改善檢測過程。添加測試項時需要注意，增加測試會增加檢測時間。
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確定速度要求：確定系統每個部件的檢測時間。這不僅取決于計算機的速度，還受生產流水線的速度影響。通過使用時鐘或計時器來測量每個檢測步驟所需的時間，可以修改程序以滿足時間要求。一般基于PC的機器視覺系統每秒可檢測20-25個部件，具體取決于檢測部件的數量、處理程序和計算機的速度。
如何正確選擇硬件
在選擇機器視覺系統的部件時，以下是幾個需要謹記的基本原則：
1.攝像頭：
- 根據應用需求選擇攝像頭類型，通常在檢測應用中使用黑白攝像頭，因為它們提供了90%的可視數據且價格較低。彩色攝像頭適用于需要分析彩色圖像的場景。
- 根據部件的運動選擇隔行掃描或逐行掃描攝像頭。
- 確保攝像頭具有足夠高的圖像分辨率，以提供檢測任務所需的數據。
- 選擇質量好的攝像頭，能夠抵御振動、灰塵和熱等工業環境的影響。
2.光學部件和照明：
- 光學部件和照明對系統性能至關重要。
- 選擇優質的光學部件，以產生最佳和最大可用面積的圖像，并提供最高的圖像分辨率。
- 照明系統的設計應考慮部件的顏色、紋理、尺寸、外形和反射率等因素。
3.圖像采集卡：
- 圖像采集卡是機器視覺系統中的關鍵部件，直接決定了與攝像頭的接口。
- 根據需要選擇黑白、彩色、模擬或數字輸入的圖像采集卡。
- 確保選擇合適的圖像采集卡，以確保正確的數據采集和傳輸。
在設計視覺系統時還需要考慮以下幾點：
1.考慮各種變化：
- 了解系統的可視能力和局限性，避免檢測錯誤。
- 考慮部件顏色、周圍光線、焦點、位置和方向等因素，以及背景顏色的變化。
2.正確選擇軟件：
- 機器視覺軟件是系統的智能部分，選擇適合的軟件決定了開發和調試檢測程序的效率和性能。
- 根據需求選擇圖形化編程界面或基于代碼的軟件包，以滿足不同應用需求。
3.通信和記錄數據：
- 機器視覺系統需要與生產流水線通信，以實現質量控制和記錄數據。
- 考慮與PLC（可編程邏輯控制器）的連接和數字I/O板的使用，以實現與生產線的集成。
- 考慮與網絡的連接，將數據傳送到數據庫進行記錄和分析。
4.為未來做準備：
- 考慮未來生產需求和可能的變化，選擇可靈活更改的軟硬件部件。
- 提前準備可以節約時間和降低系統成本。
- 合理選擇和配置機器視覺系統的部件可以建立一個高性
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