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臺達機器視覺DMV與機械手配合的應用

中達電通股份有限公司

系統由臺達DMV系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系統，并由機械手實現目標物體的拾放

2 系統設備配置

2.1 系統設備簡介

根據產品生產的要求，從經濟性和系統可靠性的角度出發，選擇控制系統的元器件。

機器視覺系統可選擇臺達DMV1000控制器，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 臺達DMV1000視覺控制器特點

臺達DMV1000視覺控制器特點有以下幾點：
（1）內建操作系統，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復雜度；

（3）提供多樣檢測功能，滿足大部份應用需求；

（4）工業級設計，符合于震動、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，包括面積測量、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、污點檢測、邊緣追蹤及寬度追蹤。其檢測系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；最后，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為系統控制圖。

圖1 系統控制圖

如圖2所示，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后，由上位機觸發視覺系統進行取像，然后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），下圖顯示出機器視覺檢測出視野里出現了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，最后由上位機發送指令給機械手執行動作。

此外，臺達DMV產品還支持RS232/RS485、Ethernet(10BASE-T)和臺達DVP PLC-Link等通訊方式。市面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/分鐘，定位誤差小于0.5mm，角度誤差小于1°。

圖2 機器視覺圖像顯示圖

2.3 技術性能及系統參數

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控制系統設計

作為位置測量系統的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

臺達DMV視覺系統支持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

該檢測系統經過合適的選型、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，該系統還具備以下幾個特點：首先，加工生產效率高（大約每秒鐘拾取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。

隨著國內人力成本的增長以及加工企業對品質，產能要求的不斷提升，對機器視覺系統介入生產領域取代人工進行測量，檢測的需求將呈現出快速增長的趨勢。據統計，歐美日等發達國家制造業的機器人使用率較10年前有近10倍的增幅。實際上，在精密電子行業，使用機器視覺，機械手進行產品尺寸測量，外觀檢測，對位等應用已非常成熟，在一些高精度的對位應用里，機器視覺產品的測量精度已大大超載人工檢測的分辨率和精度。

李景昌，出生1974年，畢業于廣東工業大學自動控制專業。現任中達電通股份有限公司高級視覺應用工程師，從事臺達機器視覺產品在國內的應用推廣。

通過中華工控網在線留言中達電通股份有限公司：

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