工业机器人视觉引导系统
任务7 PLC与工业机器人、视觉系统联合调试
信息页
获取信息： ? 引导问题1：自主学习六轴机器人基础知识。 ? 引导问题2：查阅资料，了解六轴机器人控制工作原理。 ? 引导问题3：机器人示教器的紧急停止装置主要作用是： ? 引导问题4：分析图7-2六轴机器人与主控PLC之间的通信关系，视觉系统与主控PLC之间的 通信关系。 ? 引导问题5：主控PLC如何获知不同活塞的形状信息？
创新性思维和行动
总计 教师签名：
学生签名：
分值
10 10 10 5 5 10 10 15 10 15 100
20
120
自评 20%
互评 20%
师评 60%
合计
实施页
【PLC侧I/O配置】
实施页
【机器人侧硬件组态】
实施页
实施页
实施页
【机器人侧I/O配置】
实施页
实施页
检查页
根据机器人视觉分拣工作情况，对任务完成情况按照验收标准进行检查验收和评价， 包括视觉系统的图像识别设计流程、视觉系统识别的准确性、工业机器人运行稳定性和对 活塞分拣的准确性等，并将验收问题及其整改措施、完成时间进行记录。
序号
名称
型号和规格
单位
数量
备注
实施页
按以下步骤实施基于形状识别的工业机器人程序设计： 系统启用运行，六轴工业机器人到达工业相机拍照位给 主控PLC发送识别的指令，PLC接收到指令后识别成品活塞并 把检验结果发送给PLC，PLC把识别结束指令发送给六轴工业 机器人，六轴工业机器人收到信息后把成品件放回托盘，完 成分拣任务。程序设计流程如图7-3所示。 （1）系统总程序设计流程
? 引导问题17：若视觉系统与六轴机器人不能正常通讯，应如何处理？ ? 引导问题18：视觉对大小不同形状的活塞形状识别不准确的原因是什么？ 小提示 机器人视觉分拣的原理：六轴机器人系统初始化后，机器人向视觉系统发送图形识 别指令，视觉系统若识别到相应的图形后向机器人发送活塞的形状信息，机器人收到形状 信息后将不同形状的活塞搬运到指定位置。
工业机器人的结构认知
机身设计成机座 式，这种机器人 可以使独立的、 自成系统的控制 装置，可以随意 安放和搬动。
屈伸式机器人的 臂部可以有大小 臂组成，大小臂 间有相对运动， 成为屈伸臂。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
（3）手腕
联接臂部和末端执行器，手腕 确定末端执行器的作业姿态，一般 需要三个自由度，由三个回转关节 组合而成，组合方式多样。
为了提高机器人手部和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手一样进行
各种复杂的作业，必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手，即仿人手。手指的关节通常通过
钢丝绳、记忆合金、人造肌纤维驱动。
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统 有了像人一样的“手指”，就可以做更多细致精确的动作了！它也可以心灵手巧了！
凑，密封问题较大。
结构适当，执行机构可标准化、模拟化， 易实现直接驱动。功率/质量比大，体积小，
结构紧凑，密封问题较小。
伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪 声低，电动机一般需配置减速装置，除DD电 动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封
问题。
安全性
防爆性能较好，用液压油作传动介质，在一定 条件下有火灾危险。
仿人手机器人的动作
任务一：工业机器人的结构 认知
2. 机械结构系统
多指机器人主要有柔性手和多指灵活手两种。
（a）多关节柔性手
（b）三指灵巧手
（c）四指灵巧手
图2-23 柔性手和多指灵活手
任务一：工业机器人的结构 认知
3. 机器人-环境交互系统
机器人-环境交互系统是实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的 系统。机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配 单元等；也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件储存装置等集成为一个 去执行复杂任务的功能单元。
简述机器视觉系统的组成部分
简述机器视觉系统的组成部分一、引言机器视觉是指通过计算机技术实现对图像或视频的自动分析和处理，从而达到模拟人类视觉感知和认知的目的。
它包括了图像采集、预处理、特征提取、目标检测与识别等多个方面，是人工智能领域中的一个重要分支。
本文将详细介绍机器视觉系统的组成部分。
二、图像采集图像采集是机器视觉系统中最基本的部分之一，其主要任务是通过相机或其他传感器获取目标场景中的图像信息。
现代相机可以通过光学透镜将外界光线聚焦在传感器上，然后将传感器上的电信号转化为数字信号，并通过数据接口传输给计算机进行处理。
三、预处理由于采集到的图像可能存在噪声、失真等问题，因此需要对其进行预处理以提高后续算法的准确性。
预处理包括了灰度化、滤波、增强等多个步骤。
其中灰度化是将彩色图像转换为灰度图像，以便于后续处理；滤波则是通过卷积运算去除噪声；增强则是对图像进行锐化或者对比度调整等操作，以使目标更加明显。
四、特征提取特征提取是机器视觉系统中最核心的部分之一，其主要任务是从预处理后的图像中提取出有用的信息。
这些信息可以用于目标检测、识别等多个方面。
特征可以分为局部特征和全局特征两种。
局部特征包括了SIFT、SURF、ORB等多个算法，其主要思想是通过检测关键点并计算其周围区域的梯度来描述图像；全局特征则包括了HOG、LBP等多个算法，其主要思想是通过对整张图像进行处理来描述图像。
五、目标检测与识别目标检测与识别是机器视觉系统中最重要的应用之一，其主要任务是在图像或视频中自动识别出感兴趣的物体，并进行分类或跟踪。
目前常用的算法包括了Haar Cascade、YOLO、SSD等多个算法。
这些算法可以通过训练模型来实现对不同类别物体的检测和识别。
六、应用领域机器视觉系统广泛应用于工业自动化、智能交通、医疗影像分析等众多领域。
在工业自动化中，机器视觉可以用于产品质量检测、机器人视觉引导等方面；在智能交通中，机器视觉可以用于车辆识别、交通流量统计等方面；在医疗影像分析中，机器视觉可以用于疾病诊断、手术辅助等方面。
工业机器人系统集成与应用 - 教案
工业系统集成与应用教案一、引言1.1技术的发展历程1.1.1工业革命对自动化需求的影响1.1.220世纪中叶技术的诞生1.1.3当代工业的多样化和智能化1.1.4工业对现代工业的重要意义1.2工业集成的概念1.2.1集成的基本定义1.2.2工业集成的关键要素1.2.3集成技术在工业自动化中的应用1.2.4集成对提高生产效率和降低成本的作用1.3课程的目的与意义1.3.1培养学生对工业集成的理解1.3.2提升学生的实际操作和问题解决能力1.3.3为学生未来在自动化领域的职业发展打下基础1.3.4强化学生对工业4.0和智能制造的认识二、知识点讲解2.1工业的基本构成2.1.1的机械结构2.1.2控制系统的作用与原理2.1.3传感器在中的应用2.1.4工业的分类和特点2.2工业集成的核心技术2.2.1编程与控制技术2.2.2机器视觉系统的集成与应用2.2.3工业的通信网络2.2.4人机交互界面的发展与重要性2.3工业系统的维护与管理2.3.1系统的日常维护2.3.2常见故障的诊断与处理2.3.3预防性维护策略的制定2.3.4安全标准和操作规程的遵守三、教学内容3.1工业系统的组成3.1.1机械臂的结构与功能3.1.2末端执行器的种类与应用3.1.3驱动系统和执行机构的协调3.1.4控制系统的硬件与软件配置3.2工业编程基础3.2.1编程语言的选择与特点3.2.2基本编程指令的学习与应用3.2.3程序调试与优化技巧3.2.4编程在系统集成中的重要性3.3工业集成案例研究3.3.1案例选择的标准与依据3.3.2集成方案的设计与实施3.3.3集成过程中的问题与解决策略3.3.4集成效果的评估与反馈四、教学目标4.1知识与理论目标4.1.1掌握工业的基本组成和分类4.1.2理解工业集成的基本概念和核心技术4.1.3了解工业系统的维护与管理策略4.1.4认识工业在现代工业中的应用与重要性4.2技能目标4.2.1能够进行简单的工业编程4.2.2能够分析并解决工业集成中的常见问题4.2.3能够参与工业系统的维护与管理4.2.4能够评估工业集成方案的效果4.3态度与价值观目标4.3.1培养对工业技术的好奇心和探究精神4.3.2强化对工业自动化和智能制造的认识和重视4.3.3培养团队合作和问题解决的能力4.3.4强调遵守安全标准和操作规程的重要性五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1工业编程的复杂性和技巧性5.1.2工业集成中的问题分析与解决5.1.3工业系统的维护与管理策略的制定5.1.4工业集成效果的评估与反馈5.2教学重点5.2.1工业的基本组成和分类5.2.2工业集成的基本概念和核心技术5.2.3工业系统的维护与管理策略5.2.4工业在现代工业中的应用与重要性六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1工业模型或实物6.1.2编程软件和控制系统6.1.3多媒体教学设备6.1.4安全防护装备七、教学过程7.1导入新课7.1.1通过视频展示工业在现代工业中的应用场景7.1.2引导学生思考工业集成的重要性7.1.3提出问题，激发学生对本节课的兴趣和好奇心7.1.4阐述本节课的学习目标和内容7.2知识讲解7.2.1详细讲解工业的基本组成和分类7.2.2深入解析工业集成的基本概念和核心技术7.2.3介绍工业系统的维护与管理策略7.2.4通过案例分析，展示工业在现代工业中的应用与重要性7.3实践操作7.3.1指导学生进行工业编程练习7.3.2组织学生进行工业集成实验7.3.3引导学生分析和解决实践中遇到的问题7.3.4鼓励学生进行创新和改进，提高集成效果八、板书设计8.1工业的基本组成和分类8.1.1机械结构8.1.2控制系统8.1.3传感器8.1.4分类和特点8.2工业集成的基本概念和核心技术8.2.1编程与控制技术8.2.2机器视觉系统8.2.3通信网络8.2.4人机交互界面8.3工业系统的维护与管理策略8.3.1日常维护8.3.2故障诊断与处理8.3.3预防性维护8.3.4安全标准和操作规程九、作业设计9.1工业编程练习9.1.1编写简单的运动程序9.1.2调试和优化程序9.1.3实现特定任务的运动控制9.1.4记录编程过程中的问题和解决方法9.2工业集成实验报告9.2.1描述实验目的和内容9.2.2记录实验过程和结果9.2.3分析实验中遇到的问题和解决策略9.2.4提出改进意见和建议9.3工业系统集成方案设计9.3.1选择一个实际应用场景9.3.2设计集成方案9.3.3分析方案的可行性和优化空间9.3.4提交设计方案和说明文档十、课后反思及拓展延伸10.1教学反思10.1.1反思教学过程中的优点和不足10.1.2分析学生的学习情况和反馈意见10.1.3思考如何改进教学方法和提高教学效果10.1.4制定下一步的教学计划和策略10.2拓展延伸10.2.1探索工业在其他领域的应用10.2.2研究工业技术的最新发展和趋势10.2.3学习相关的交叉学科知识，如和机器学习10.2.4鼓励学生参加相关的竞赛和项目，提升实践能力重点和难点解析在工业系统集成与应用的教学过程中，有几个环节需要特别关注，以确保学生能够深入理解并掌握相关知识和技能。
2024库卡机器人详细使用教程讲解干货
01库卡机器人概述Chapter库卡机器人简介库卡机器人应用领域汽车制造电子产品制造物流仓储食品加工01020304先进的控制系统强大的编程能力多样化的机器人型号智能化的人机交互库卡机器人技术特点02库卡机器人基本操作Chapter开机步骤打开机器人主电源开关。
等待系统自检完成，屏幕显示正常。
输入开机密码，进入操作系统。
关机步骤在操作系统中选择关机选项。
确认机器人处于安全位置，无障碍物。
关闭机器人主电源开关。
01020304显示机器人状态、程序列表、IO 状态等。
主界面用于编写、修改机器人程序，提供丰富的编程指令和调试功能。
程序编辑界面实时显示机器人运行状态、关节角度、速度等信息。
监控界面配置机器人输入输出接口，实现与外部设备的通信。
IO 配置界面操作界面介绍基本操作指令01020304移动指令等待指令IO控制指令程序控制指令03库卡机器人编程与调试Chapter编程语言介绍编程环境搭建库卡机器人编程环境主要包括KUKA.WorkVisual软件，这是一款集成化的开发环境，支持机器人程序的编写、仿真和调试等功能。
在安装KUKA.WorkVisual软件之前，需要确保计算机满足最低系统要求，并正确安装相应的操作系统和驱动程序。
安装完成后，打开KUKA.WorkVisual 软件，按照提示进行配置和初始化操作，即可开始编写机器人程序。
程序编写与调试04库卡机器人高级功能应用Chapter视觉系统硬件组成图像处理技术视觉引导机器人030201视觉系统集成力控技术应用力控技术原理力传感器介绍解析力控技术的基本原理，如何通过力传感器实时监测机器人与环境之间的作用力，并调整机器人的运动策略。
力控技术应用案例轨迹规划与优化轨迹规划方法轨迹优化策略实际应用案例05库卡机器人维护与保养Chapter检查电缆和连接器定期检查机器人电缆和连接器的完好性，确保没有破损或松动现象。
如有需要，及时更换损坏的电缆或紧固松动的连接器。
机器视觉应用--ppt课件
机器人应用介绍
视觉＋机器人常见应用
单相机位置修正
通过单相机的视觉系统对目标对象进行图像分析，给出位置坐标。机器人通过位置坐标修正当前动作姿态，调整抓取位置。
相机
通用机器人
定位对象
ViTEX视觉控制器
机器人应用介绍
工作距离
工作距离估算＝（视野宽度／２）／ｔａｎ（视场角／２）
举例： 视野：８０ｘ６０ｍｍ 相机感光芯片：１／１.８“ 镜头：１６ｍｍ 视场角：１８.６８度 工作距离估算：（６０／２）／ｔａｎ（１８.６８／２）＝１８２.４ｍｍ
视觉系统选型
视觉系统光源选型
环形光
条形光
背光
线性光
同轴光
通用外观检测
矩形或较大物体外观检测
机器人应用介绍
视觉＋机器人应用的优点
更高精度
通过视觉的定位可以实现比传统的机械工装更高的定位精度，使机器人能够实现更高精度的装配。
更高灵活度
更复杂的检测
更高的经济性
对不同的产品做抓取的时候，通过使用那个视觉系统可以快速的切换产品的规格，而无需更换复杂的工装夹具。
某些视觉检测的应用无法采用一个相机完成检测，多个相机的成本和安装要求过高。可以通过机器人带相机的方式实现单工位多检测任务的应用。
２／３“
精度估算值
１／５００
１／１０００
１／１２００
１／２０００
举例： 视野：８０ｘ６０ｍｍ 分辨率：１２８０ｘ１０２４ 精度估算值：１／１０００ 精度估算：６０ｘ（１／１０００）＝０.０６ｍｍ／像素 精度精确计算： （８０／１２８０）ｘ（６０／１０２４）＝０.０６２５ｘ０.０５９ｍｍ／像素
01-02第一章工业机器人与智能视觉简介
1.3智能视觉技术
20世纪80年代以来,智能视觉技术一直是非常活跃 的研究领域,并经历了从实验室走向实际应用的发展阶 段,从简单的二值图像处理到高分辨率多灰度的图像处 理以至于彩色图像处理,从一般的二维信息处理到三维 视觉模型和算法的研究都取得了很大进展。作为一种先 进的检测技术,智能视觉技术已经在工业产品检测、自 动化装配、机器人视觉导航、虚拟现实以及无人驾驶等 许多领域的智能测控系统中得到广泛应用。
1.3智能视觉技术
1）、智能视觉技术发展现状 人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和 嗅觉等感觉器官,其中约80%的信息是通过视觉器官获取 的。视觉感知环境信息的效率很高,它不仅指对光信号 的感受,还包括对视觉信息的获取、传输、处理、存储 与理解的全过程。对人类而言,视觉信息传入大脑之后, 由大脑根据已有的知识进行信息处理,进而判断和识别。
1.2、工业机器人全自动化的工厂
当车体组装好以后，位于车间上方的“运输机器人” 能将整个车身吊起，运往位于另一栋建筑的喷漆区。在 那里，“喷漆手”机器人拥有可弯曲机械臂，不仅能全 方位、不留死角地为车身上漆，还能使用把手来开关车 门与车厢盖。
1.2、工业机器人全自动化的工厂
送到组装中心后，“多工机器人”除了能连续安装 车门、车顶外，还能将一个完整的座椅直接放人汽车内 部，主管生产的帕辛都称其“令人惊叹”。有意思的是， 组装中心的“安装机器人”还是个“拍照达人”，因为 在为Mode1S安装全景天窗时，它总会先在正上方拍张车 顶的照片，通过照片测量出天窗的精确方位，再把玻璃 黏合上去(见图1-3、图1-4)。
1.3智能视觉技术
目前,发展最快、使用最多的智能视觉技术主要集中 在欧美、日本等发达国家和地区。发达国家在针对工业现 场的实际情况开发机器视觉硬件产品的同时,对软件产品 的研究也投人了大量的人力和财力。机器视觉的应用普及 主要集中在半导体和电子行业,其中40%~50%集中在半导体 制造行业,如PCB印制电路板组装工艺与设各、SMT表面贴 装工艺与设各、电子生产加工设备等。此外,智能视觉技 术在其他领域的产品质量检测方面也得到了广泛应用,如 在线产品尺寸测量、产品表面质量判定等。
基于VisionPro的工业机器人视觉定位系统
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｕｌ ｒ Ｍ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａ ｕ ｏ ａ ｉ ａ ｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｑ ｄ ａ ｃ ｉ ｏ ｔ ｍ ｔｃ Ｍ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ ｕｅ
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器人 在 实际 应 用 中 的 自主判 断 能 力 ， 机 器 人 应 用 使
灵活 性 和 工作 质 量 大 大 提 高 。 当今 ， 机 器 视 觉 领 在 域 已经有 一 些 成 熟 的视 觉 开 发 软 件 ， 封 装 了 很 多 其
硬 件 部 件 ： 源 、 头 、 像 机 和 摄 像 机 与 计 算 机 的 光 镜 摄
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MVRobotVision机器人视觉引导系统是配合工业机器人工作的机器视觉系统，提供高效精准的视觉引导功能，适应多维运动工业机器人对视觉系统轻便、高速、高精度的要求，配合工业机器人实现高效智能化的产线改造，为自动化产线，传送带分拣，组装、自动码垛卸垛以及其他复杂加工等机器人应用提供智能视觉引导解决方案。
2D视觉引导
MVRobotVision机器人2D视觉引导系统主要应用于流水线传送跟踪、精确定位、姿态调整三个方面。
3D视觉引导
MVRobotVision机器人3D视觉引导系统主要应用于工件分拣、码垛与卸垛、输送机分拣定位三个方面。
系统特点
柔性化定位工装:
节约在多品种情况下传统的机械定位工装设计成本，使工装定位环节实现真正的柔性化。
智能形状识别引擎，智能视觉学习训练:
系统内嵌智能形状识别引擎，能够识别常见的基本几何图形。
对于复杂形状，系统可以进行模板学习训练，进而实现复杂形状的识别
精准数据:降低环境光影响，快速准确获取扫描数据；先进高效的数据分析，实现高速精确定位识别，精度可达0.1mm。