中职组“工业机器人技术应用”赛项芯片的识别<br/>——以OMRON 视觉为例

中职组“工业机器人技术应用”赛项芯片的识别
——以OMRON 视觉为例

2022-11-03黄吓珠

现代工业经济和信息化 2022年9期

黄吓珠

（福建工业学校，福建福州 350000）

引言

“工业机器人应用技术”赛项（中职组）的竞赛平台采用的是华航唯实生产的“CHL-DS-01”异形插件工作站，该工作站是以工业机器人为核心单元，融合了可编程逻辑控制器（PLC）、工业视觉检测、人机交互终端（HMI）等先进应用技术，以异形芯片插件工艺过程为最主要的工作任务，这个工作任务也是3C 行业最主要的任务。用各种不同形状的零件代表不同类型的芯片，用不同颜色代表了芯片质量，如图1 所示。该赛项工作站的工业视觉采用的是欧姆龙视觉系统，该视觉系统的主要任务是是将检测芯片的形状和颜色的检测结果发送给机器人，机器人根据不同的形状和颜色进行分拣、装配处理[1]。

1 欧姆龙视觉系统简介

机器视觉是用相机镜头来代替人眼做测量和判断，结合图镡处理技术实现检测，形成的一门新学科。机器视觉系统由图像采集、图像处理与结果输出三个主要环节组成，主要实现四大功能,包括识别、检测、测量与定位。一个机器视觉系统就是一个能自动获取一副或多幅目标物体图像，对所获取图像的各种特征量进行处理、分析和测量，并对测量做出定性分析和定量解释，从而得到有关目标物体的某种认识并作出相应决策的系统。欧姆龙视觉具有以下特点：逼真色彩合成技术。凭借逼真色彩合成技术，识别能力比单色方式提高了大约65 000 倍；高动态范围图像处理技术。高动态范围图像处理技术，明暗拍摄领域比过去扩大了5 000 倍[2]。

视觉检测原理有以下几点：

1）被检测的零件通过CCD 相机转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统。

2）图像处理系统将图像的各种信息转变成数字信号。

3）图像处理系统对这些数字信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：位置、长度、面积等。

4）图像处理系统再根据预设的允许度和其它条件输出结果。

5）上位机如机器人或PLC 实时获得检测结果后，指挥系统执行相应的控制动作，如定位和分选。

2 欧姆龙视觉与机器人通讯

欧姆龙视觉系统与外部通讯一般包含并行IO 通讯、串行通讯。并行IO 通讯是利用多个实际接点的ON/OFF 信号组合，可在视觉传感器和机器人IO 之间交换数据。串行通讯是无协议通讯，不使用特定的协议，向视觉传感器发送命令帧，然后从传感器控制器接收响应帧。通过收发ASCII 格式或二进制格式的数据，在PLC、机器人等外部装置与传感器控制器之间实现数据交换。“CHL-DS-01”异形插件工作站提供了两种通讯方式，随着比赛任务越来越复杂，并行通讯很难满足要求，本门着重介绍欧姆龙视觉与机器人采用以太网连接通讯的设置。

2.1 欧姆龙通讯模块的软件设置

1）在【菜单栏】的【工具】中的系统设置，选择【启动设定】。

2）选择【通信模块】，在串行（以太网）的下拉菜单中选择【无协议（TCP）】，更改完成后点击【保存】。

3）在【菜单栏】的【工具】中的系统设置，选择【通信】，选择以太网（无协议）。

4）按图2 在右侧框内设定正确的IP 地址与端口号。

5）设置完成后，单击【适用】单击【保存】，重启系统查看。

2.2 ABB 机器人IP 地址设置

1）使用示教器，在控制面板里找到IP 设定选项。

2）在IP 设定里，为机器人添加一个地址为“192.168.100.105”的IP 地址,点击【确定】（IP 地址的设定注意：视觉的IP 和机器人的IP 必须同一网段）。

3 芯片颜色和形状的识别

如上页图1 所示，工业机器人技术应用赛项要识别的芯片形状主要有CPU、集成电路、电容、三极管。每种芯片要识别的颜色有两种，CPU 有灰色和蓝色，集成电路有灰色和红色，电容有黄色和蓝色，三极管有黄色和红色。为了便于机器人程序的编写，我们可以用两位数字来表示芯片的颜色和形状，以十位数表示芯片的形状，以个位表示芯片的颜色，具体如表1所示。欧姆龙视觉通过以太网通讯发送给机器人的一般是字符形式，机器人接收到字符后通过字符转换为数字的函数STRTOVAL()转换为对应的数字。