工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)教程——西門子S7-1200PLC應(yīng)用篇模塊6工業(yè)相機(jī)工件識(shí)別編程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)目的1.了解PLC的工作原理。2.掌握相機(jī)軟件的使用。3.掌握GSD文件的應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)設(shè)備1.工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)平臺(tái)一套。2.安裝西門子編程軟件TIA15的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。6.1工件顏色識(shí)別6.1.1模塊介紹1.模塊概述及其功能2.相機(jī)硬件1）相機(jī)構(gòu)成如圖6-2所示。2）相機(jī)接線。3）焦距調(diào)節(jié)。6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別6.1.2相機(jī)與基礎(chǔ)知識(shí)1.相機(jī)基本術(shù)語(yǔ)1）視場(chǎng)(FOV)：相機(jī)可以看到的實(shí)際區(qū)域。2）數(shù)字信號(hào)：視場(chǎng)的光能在相機(jī)中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。3）像素：在In-Sight中，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尉W(wǎng)格，稱為像素(PLCtureElements)，如圖6-5所示。6.1工件顏色識(shí)別①圖像的位置（X、Y坐標(biāo)值）。②灰階值0~255表示坐標(biāo)點(diǎn)的光線密度，像素灰階如圖6-6所示。6.1工件顏色識(shí)別4）In-Sight：圖像坐標(biāo)系統(tǒng)，如圖6-7所示。6.1工件顏色識(shí)別2.網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)1)局域網(wǎng)的IP地址普遍以“192.168”開頭，IPv4地址協(xié)議中預(yù)留了3個(gè)IP地址段作為私有地址，供組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用。A類地址段：10.0.0.0~10.255.255.255。B類地址段：172.16.0.0~172.31.255.255。C類地址段：192.168.0.0~192.168.255.255。2）子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)的IP地址不能重復(fù)，不然會(huì)產(chǎn)生沖突，影響通信。3）相機(jī)連接。4）相機(jī)PROFINET通信如圖6-9所示。6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別6.1.3相機(jī)配置1）打開軟件In-SightExplorer5.9.2，軟件圖標(biāo)如圖6-10所示。2）如果相機(jī)是第一次配置，按圖6-11單擊“查看”?〝In-Sight網(wǎng)絡(luò)”，激活“In-Sight網(wǎng)絡(luò)”窗口。6.1工件顏色識(shí)別3）添加傳感器到網(wǎng)絡(luò)中。6.1工件顏色識(shí)別4）選中“全部顯示〞，然后單擊“刷新”按鈕，列表中顯示出傳感器的主機(jī)名、類型、MAC地址和IP地址，如圖6-13所示。6.1工件顏色識(shí)別5）設(shè)置傳感器的IP地址。6.1工件顏色識(shí)別6）按照?qǐng)D6-16所示的應(yīng)用程序步驟進(jìn)行操作。7）單擊“已連接”按鈕，然后雙擊下面的“insight”，或者單擊“連接”，如圖6-17所示。8）新建作業(yè)。9）如圖6-19所示，單擊“設(shè)置圖像”按鈕，單擊“聯(lián)機(jī)”按鈕，單擊“確認(rèn)聯(lián)機(jī)”再單擊“實(shí)況視頻”，就可以看到攝像頭下面的實(shí)時(shí)面面，并可以根據(jù)清晰狀況，調(diào)節(jié)焦距（也就是相機(jī)上的那個(gè)旋鈕）。10）脫機(jī)，進(jìn)行脫機(jī)編寫，如圖6-20、圖6-21所示。6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別11）擺放工件。6.1工件顏色識(shí)別12）識(shí)別顏色。6.1工件顏色識(shí)別13）首先要使用工具選擇顏色所在的區(qū)域，然后單擊“確定”按鈕，如圖6-25所示。14）訓(xùn)練顏色如肉6-26、圖6-27所示。6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別15）重復(fù)上面的步驟11）~14），學(xué)習(xí)藍(lán)色工件。16）選擇“PROPINET〞輸出。6.1工件顏色識(shí)別17）格式化輸出數(shù)據(jù)。6.1工件顏色識(shí)別18）保存作業(yè)。6.1工件顏色識(shí)別6.1工件顏色識(shí)別6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作1）流水線轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)拍照位置，激活相機(jī)并拍照。2）運(yùn)用相機(jī)判斷工件是紅色還是藍(lán)色，然后將結(jié)果輸出給PLC，PLC將結(jié)果顯示在觸摸屏上。3）拍照完成后氣缸下降，讓工件流轉(zhuǎn)到下一個(gè)工位（抓取工位）；如果抓取工位有物件，則拍照氣缸不能下降。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2.1PLC端相機(jī)配置1）安裝相機(jī)GSD文件。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作2）雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，在出現(xiàn)的窗口中選擇“網(wǎng)絡(luò)視圖”，在右側(cè)輸入GSD文件名，然后搜素，搜索到相機(jī)GSD文件之后選擇所用相機(jī)的型號(hào)并添加相機(jī)，如圖6-35所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作3）將對(duì)應(yīng)的相機(jī)的型號(hào)拖拽到“網(wǎng)絡(luò)視圖”中，單擊“未分配”，選擇對(duì)應(yīng)PLC。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作4）石擊相機(jī)選擇“屬性”，在下面會(huì)出現(xiàn)設(shè)置界面，將“常規(guī)”中的名稱改成“In-sight'，在“以太網(wǎng)地址”中設(shè)置IP地址。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作5）雙擊相機(jī)，在組態(tài)窗口石側(cè)單擊“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)”，查看IO設(shè)定，如例6-39所示。6）在數(shù)據(jù)窗口中，采集控制_1為PLC.給相機(jī)發(fā)送的相機(jī)觸發(fā)信號(hào)，采集狀態(tài)_1為相機(jī)反饋給PLC的實(shí)時(shí)狀態(tài)信號(hào)。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作7）相機(jī)地址。6.2.2觸摸屏變量分析6.2.3編寫PLC程序1）如圖6-45所示，建立PLC變量表，添加“PLC配置表”。2）如圖6-46所示建立相機(jī)變量表，添加“PLC配置表”。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作3）相機(jī)拍照流水線函數(shù)塊編程。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作①相機(jī)拍照流水線接口參數(shù)如圖6-47所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作②氣缸控制程序如圖6-48所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作③交流電動(dòng)機(jī)程序如圖6-49所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作④觸發(fā)拍照條件程序如圖6-50所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作⑤自動(dòng)拍照程序如圖6-51所示。⑥手勁拍照程序如圖6-52所示。⑦顏色狀態(tài)顯示程序如圖6-53所示。4）Main主程序調(diào)用如圖6-54所示。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.2.4程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將立體倉(cāng)庫(kù)出庫(kù)單元的PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，打開電源開關(guān)。2）運(yùn)行博途軟件，根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)書編寫“基于PLC和相機(jī)的工件顏色識(shí)別實(shí)訓(xùn)”。3）有意外情況發(fā)生時(shí)，按下“急?！卑粹o，或者斷開系統(tǒng)電源。4）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考本例編寫自己的程序，然后下載到PLC中。5）實(shí)訓(xùn)完成后，如程序發(fā)生更改，應(yīng)恢復(fù)原有的程序，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行。6.2相機(jī)的聯(lián)機(jī)操作6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別1）流水線轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)拍照位置，觸發(fā)相機(jī)拍照。2）運(yùn)用相機(jī)判斷工件的位置，然后將結(jié)果輸出給PLC，PLC將結(jié)果顯示到觸摸屏。3）拍照完成后氣紅下降，流向下一個(gè)工位（抓取工位）；如果抓取工位有物件，拍照氣缸不能下降。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3.1相機(jī)配置1）相機(jī)連接參考“6.1工件顏色識(shí)別”中的相機(jī)配置。2）擺放工件。3）使用圖案定位工具識(shí)別工件1。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別4）使用圖案定位工具識(shí)別工作2。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別5）使用圖案定位工具識(shí)別工件了。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6）選擇PROFINET輸出。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別7）保存作業(yè)。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3.2觸摸屏變量分析1

)新建PLC數(shù)據(jù)類型，命名為“相機(jī)”，如圖6-62所示。2）在觸摸屏上，工件定位的組態(tài)變量如圖6-63所示，建立圖中的全局變量與控件的連接關(guān)系，設(shè)置好對(duì)應(yīng)控件的屬性。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3.3編寫PLC程序1）如圖6-64所示，建立PLC變量表，添加〝PLC配置表”。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別2）相機(jī)拍照流水線函數(shù)塊編程。①氣缸程序如圖6-65所示。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別②交流電動(dòng)機(jī)程序如圖6-66所示。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別③傳感器信號(hào)觸發(fā)拍照程序如圖6-67所示。④手動(dòng)拍照程序如圖6-68所示。⑤觸發(fā)拍照程序如圖6-69所示。⑥等待相機(jī)拍照完成程序如圖6-70所示。3)相機(jī)數(shù)據(jù)処理。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別4）Main主程序調(diào)用如圖6-71所示。6.3工件型號(hào)與位置識(shí)別6.3.4程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將立體倉(cāng)庫(kù)出庫(kù)單元的PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連按，打開電源開關(guān)。2）運(yùn)行博途軟件，根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目指導(dǎo)書編寫“基于PLC和相機(jī)的工件定位信息識(shí)別實(shí)訓(xùn)”。3）有意外情況發(fā)生時(shí)，按下“急?！卑粹o，或者斷開系統(tǒng)電源。4）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考本例編寫自己的程序，然后下載到PLC中。5）實(shí)訓(xùn)完成后，如程序發(fā)生更改，應(yīng)恢復(fù)原有的程序，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行。6.4注意事項(xiàng)1）在實(shí)訓(xùn)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。2）系統(tǒng)通電后，身體的任何部位不要進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行可達(dá)范圍之內(nèi)。3）系統(tǒng)運(yùn)行中，不要人為干擾系統(tǒng)的傳感器信號(hào)，否則系統(tǒng)可能不能正常運(yùn)行；系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)，及時(shí)按下“急?！卑粹o，必要時(shí)關(guān)閉電源模塊的電源開關(guān)。模塊7工業(yè)相機(jī)工件識(shí)別編程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)目的1.掌握PLC通信指令。2.掌握PLC調(diào)用通信模塊運(yùn)行ABB機(jī)器人。實(shí)訓(xùn)設(shè)備1.工業(yè)機(jī)器人智能工作站實(shí)訓(xùn)平合系統(tǒng)一套。2.安裝有博途15.0開發(fā)軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1.1手動(dòng)模式1）首先將3個(gè)工件按圖7-1所示進(jìn)行撰放。2）在觸摸屏上單擊“搬運(yùn)”按鈕，ABB機(jī)器人按事先存入的示教程序完成搬運(yùn)任務(wù)，如閣7-2所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程3）在觸摸屏上單擊“裝配”按鈕，ABB機(jī)器人按事先存入的示教程序完成裝配任務(wù)，如圖7-3所示。4）在觸摸屏上單擊“搬運(yùn)成品至下一工位”按鈕，ABB機(jī)器人按事先存入的示教程序完成搬運(yùn)任務(wù)，如圖7-4所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1.2自動(dòng)模式1.觸摸屏界面設(shè)計(jì)7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程2.PLC通信指令介紹(

1）建立連接并接收數(shù)據(jù)(TRCV_C)TRCV_C指令異步執(zhí)行并按順序?qū)嵤┮韵鹿δ埽?）設(shè)置并建立通信連接。2）通過現(xiàn)有的通信連接接收數(shù)據(jù)。3）終止或重置通信連接。（2）建立連接并發(fā)送數(shù)據(jù)（TSEND_C）使用TSEND_C指令設(shè)置和建立通信連按。該指令異步執(zhí)行并順序?qū)嵤┮韵鹿δ埽?）設(shè)置并建立通信連接。2）通過現(xiàn)有的通信連接發(fā)送數(shù)據(jù)。3）終止或重置通信連接。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程3.PLC調(diào)用通信模塊1）PLC與機(jī)器人通信信號(hào)含義介紹。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程2）建立全局變量表，如圖7-6所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1.3程序編寫1）執(zhí)行函數(shù)塊，具體步驟如下：①執(zhí)行附數(shù)塊接口變量，如圖7-7所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程②搬運(yùn)程序如圖7-8所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程③組裝程序如圖7-9所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程④搬運(yùn)成品至下一工位程序如圖7-10所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程⑤自動(dòng)程序如圖7-11所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程⑥激活發(fā)送命令請(qǐng)求程序如圖7-12所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程⑦停止程序如圖7-13所示。2）庫(kù)文件調(diào)用。①首先打開Main程序，其次單擊右側(cè)中部的庫(kù)，最后單擊打開“全局庫(kù)”，如圖7-14所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程②選擇桌面的AIP文件夾，再選擇“SOCKET”文件爽，雙擊“SOCKET〞導(dǎo)入，如圖7-15所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程③單擊全局庫(kù)中“SOCKET〞左側(cè)的黑色箭頭，單擊“主模板”?“VI”，最后雙擊“SOCKET通信”進(jìn)行導(dǎo)入，如圖7-16所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程④“調(diào)用選項(xiàng)”保持默認(rèn)，單擊“確定”按鈕。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程⑤最后填寫實(shí)際參數(shù)，并調(diào)用執(zhí)行程序到Main程序中，如圖7-18所示。7.1機(jī)器人搬運(yùn)與裝配工藝流程7.1.4程序調(diào)試1）用西門子編程電纜將PLC和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。2）下載PLC和觸摸屏程序。3）啟動(dòng)機(jī)器人，運(yùn)行機(jī)器人程序。4）找下“搬運(yùn)”按鈕，程序開妢控制機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)。5）按下“組裝”按鈕，程序開姶控制機(jī)器人進(jìn)行組裝。6）如果需要停止，按下機(jī)器人示教器的“停止”按鈕。7）有意外情況發(fā)生時(shí)，可投下“急?！卑粹o，或斷開系統(tǒng)電源。8）學(xué)生可以在教師的指導(dǎo)下參考本例編寫自己的程序，然后下載到PLC中。7.2注意事項(xiàng)1）要注意中英文符號(hào)，輸入標(biāo)點(diǎn)符號(hào)時(shí)，需要使用英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。2）在實(shí)訓(xùn)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。3）機(jī)器人運(yùn)行期間，身體的任何部位都不要進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行可達(dá)范圍之內(nèi)。4）如果發(fā)生意外情況，可按下機(jī)器人示教器的“急停”按鈕。模塊8工業(yè)機(jī)器人智能工作站綜合編程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)目的使用PLC完成工業(yè)機(jī)器人智能工作站各模塊控制任務(wù)后，進(jìn)