estun机器人与视觉识别系统的组成与调试(附件)【字数：7419】
【摘 要】 本文介绍了一种与视觉识别系统协作的机器人工作站，并着重介绍了视觉识别系统的组成和机器人系统的各部分组成与功能，介绍了机器人与视觉识别系统的通讯以及如何让机器人与视觉识别系统在示教器端使用视觉识别功能使其协作完成要求。最后，介绍了相机镜头和光源的安装以及基于此的相机功能的调试和传送带跟随功能的调试。
目 录
引言 1
一、机器人工作站的组成 2
（一）机器人本体 2
（二）控制柜和示教器 3
（三）视觉识别系统 7
二、机器人与视觉识别系统的通讯 9
（一）基于TCP/IP通讯的二维视觉 9
（二）二维视觉的九点标定法 10
（三）基于TCP/IP通讯的3D视觉 13
三、相机和光源的安装与调试 16
（一）相机和光源的安装 16
（二）相机的调试 17
（三）传送带跟随功能的调试 17
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
随着工业化进程的不断加深，工业用设备也在不断升级，越来越多的工厂开始使用工业机器人完成繁重枯燥的工作。而近期发展迅猛的工业视觉能更好的适应复杂精确的工作，开始受到工厂青睐，在这个过程中，国内的机器人厂商跟上了时代的步伐，在方案定制的跑道上跑出了自己的优势，与工业机器人国际厂商差异化竞争。本文着重介绍了国产ESTUN机器人与其视觉识别系统的组成协作与通讯。
近些年光伏电池板的需求逐渐上升，光伏电池板生产工厂急需提高生产效率，于是，自动化生产逐渐代替了人力生产，特别是因为光伏行业电池板易碎的特性，繁重且精度要求极高的电池板装箱工作开始交由机器人来完成。
国内某光伏电池板制造工厂使用了机器人视觉识别系统，其工作流程大致为机器人用防隐裂末端执行器将生产完成的电池板从固定位置抓起，将电池板一角放在工业相机下拍照，视觉处理器对照片进行处理并与准确数据比较，计算后将偏差数值发给机器人，货架上方工业相机将货架摆放位置和货架内已摆放电池板所占位置发给视觉处理器，视觉处理器计算后将货架数据发给机器人，机器 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
人进行计算并纠偏后将电池板放到略倾斜的货架上，一片电池板装箱完成。
一、机器人工作站的组成
（一）机器人本体
机器人本体是机器人工作站的主要设备和执行机构，它的可靠运行是工作站稳定运行的基础。在本工作站中选用的是ESTUN为光伏行业研发的ER20/102000HI型高速光伏排版专用机器人。它的速度可媲美桁架式排版机且结构比桁架式光伏排版机更加简单，机械结构更精简，体积更小重量更轻，安装维护更方便。
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图11 机器人本体
如图11所示，本文所选用的机器人是六自由度关节式机器人，每一个关节都有对应的伺服电机和减速器来驱动。机器人主要参数如下：
表11 机器人的主要参数
项目
参数
本体净重
248KG
安装方式
地面
防护等级
IP54
自由度
6
臂展
2000mm
重复定位精度
±0.07mm
最大负载
10KG
表12 机器人的各轴参数
轴
动作范围
关节最大速度
J1轴
±180°
185°/s
J2轴
95°~160°
185°/s
J3轴
170°~80°
190°/s
J4轴
±180°
355°/s
J5轴
±140°
360°/s
J6轴
±360°
290°/s
（二）控制柜和示教器
控制柜选用ESTUN通用机器人控制柜，控制柜需要安装在通风非密闭的环境，最小安装范围为2500×2500×1200（mm，长×宽×高）控制柜的保护等级为IP20，工作环境温度为0°~45°，若环境温度大于45度则需要另外增加冷却设备来进行冷却。控制柜输入电源需要三相四线AC380V 50HZ。与外围设备通讯接口则有Profibus,EtherCAT,Ethernet IP,Modbus TCP,串口通讯。控制柜至本体电缆总成是8米。噪音等级是50~63dB。如图12。
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图12 机器人控制柜
控制柜操作板上有最重要的几个开关，急停按钮，主电源，驱动按钮及运行指示灯，停止按钮及报警指示灯，本地/远程切换开关。如图13。
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图13 控制器面板
控制柜的内部安装板上固定有6个伺服驱动器，分别驱动六个关节上的伺服电机。在电柜的正面下部是控制柜的航插板，包含了电源的进线，电机的动力线，I/O线，编码器线以及示教器的接头。控制柜的后面则安装了变压器，管式电阻，开关电源以及空开，保险丝等安全器件。在控制柜的侧板上也布有继电器模块等器件，如图14，15，16，17。
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图14 控制柜结构图
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图15 控制柜侧板
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图16 控制柜正面实物图
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图17 控制器背面实物图
示教器是用户与机器人控制器交互的重要工具。通过示教器，可以完成机器人的系统设置、轨迹示教、程序编辑以及程序执行等操作。本工作站中使用的是ESTUN机器人系统配备的示教器，如图18，图19.
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图18示教器
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图19 示教器显示屏分区介绍
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图110 示教器与控制柜的连接
（三）视觉识别系统
目 录
引言 1
一、机器人工作站的组成 2
（一）机器人本体 2
（二）控制柜和示教器 3
（三）视觉识别系统 7
二、机器人与视觉识别系统的通讯 9
（一）基于TCP/IP通讯的二维视觉 9
（二）二维视觉的九点标定法 10
（三）基于TCP/IP通讯的3D视觉 13
三、相机和光源的安装与调试 16
（一）相机和光源的安装 16
（二）相机的调试 17
（三）传送带跟随功能的调试 17
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
随着工业化进程的不断加深，工业用设备也在不断升级，越来越多的工厂开始使用工业机器人完成繁重枯燥的工作。而近期发展迅猛的工业视觉能更好的适应复杂精确的工作，开始受到工厂青睐，在这个过程中，国内的机器人厂商跟上了时代的步伐，在方案定制的跑道上跑出了自己的优势，与工业机器人国际厂商差异化竞争。本文着重介绍了国产ESTUN机器人与其视觉识别系统的组成协作与通讯。
近些年光伏电池板的需求逐渐上升，光伏电池板生产工厂急需提高生产效率，于是，自动化生产逐渐代替了人力生产，特别是因为光伏行业电池板易碎的特性，繁重且精度要求极高的电池板装箱工作开始交由机器人来完成。
国内某光伏电池板制造工厂使用了机器人视觉识别系统，其工作流程大致为机器人用防隐裂末端执行器将生产完成的电池板从固定位置抓起，将电池板一角放在工业相机下拍照，视觉处理器对照片进行处理并与准确数据比较，计算后将偏差数值发给机器人，货架上方工业相机将货架摆放位置和货架内已摆放电池板所占位置发给视觉处理器，视觉处理器计算后将货架数据发给机器人，机器 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
人进行计算并纠偏后将电池板放到略倾斜的货架上，一片电池板装箱完成。
一、机器人工作站的组成
（一）机器人本体
机器人本体是机器人工作站的主要设备和执行机构，它的可靠运行是工作站稳定运行的基础。在本工作站中选用的是ESTUN为光伏行业研发的ER20/102000HI型高速光伏排版专用机器人。它的速度可媲美桁架式排版机且结构比桁架式光伏排版机更加简单，机械结构更精简，体积更小重量更轻，安装维护更方便。
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图11 机器人本体
如图11所示，本文所选用的机器人是六自由度关节式机器人，每一个关节都有对应的伺服电机和减速器来驱动。机器人主要参数如下：
表11 机器人的主要参数
项目
参数
本体净重
248KG
安装方式
地面
防护等级
IP54
自由度
6
臂展
2000mm
重复定位精度
±0.07mm
最大负载
10KG
表12 机器人的各轴参数
轴
动作范围
关节最大速度
J1轴
±180°
185°/s
J2轴
95°~160°
185°/s
J3轴
170°~80°
190°/s
J4轴
±180°
355°/s
J5轴
±140°
360°/s
J6轴
±360°
290°/s
（二）控制柜和示教器
控制柜选用ESTUN通用机器人控制柜，控制柜需要安装在通风非密闭的环境，最小安装范围为2500×2500×1200（mm，长×宽×高）控制柜的保护等级为IP20，工作环境温度为0°~45°，若环境温度大于45度则需要另外增加冷却设备来进行冷却。控制柜输入电源需要三相四线AC380V 50HZ。与外围设备通讯接口则有Profibus,EtherCAT,Ethernet IP,Modbus TCP,串口通讯。控制柜至本体电缆总成是8米。噪音等级是50~63dB。如图12。
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图12 机器人控制柜
控制柜操作板上有最重要的几个开关，急停按钮，主电源，驱动按钮及运行指示灯，停止按钮及报警指示灯，本地/远程切换开关。如图13。
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图13 控制器面板
控制柜的内部安装板上固定有6个伺服驱动器，分别驱动六个关节上的伺服电机。在电柜的正面下部是控制柜的航插板，包含了电源的进线，电机的动力线，I/O线，编码器线以及示教器的接头。控制柜的后面则安装了变压器，管式电阻，开关电源以及空开，保险丝等安全器件。在控制柜的侧板上也布有继电器模块等器件，如图14，15，16，17。
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图14 控制柜结构图
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图15 控制柜侧板
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图16 控制柜正面实物图
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图17 控制器背面实物图
示教器是用户与机器人控制器交互的重要工具。通过示教器，可以完成机器人的系统设置、轨迹示教、程序编辑以及程序执行等操作。本工作站中使用的是ESTUN机器人系统配备的示教器，如图18，图19.
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图18示教器
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图19 示教器显示屏分区介绍
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图110 示教器与控制柜的连接
（三）视觉识别系统
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