MasterAlign背光貼合視覺應(yīng)用軟件

MasterAlign背光貼合視覺應(yīng)用軟件提供一種智能機器視覺圖像處理方法，提供建模工具，快速提取圖像中的待處理物件邊緣點像素坐標(biāo)信息。并結(jié)合視覺與運動執(zhí)行結(jié)構(gòu)的標(biāo)定，轉(zhuǎn)換為機械坐標(biāo)信息，控制機械手進(jìn)行糾偏，修正固定位置后進(jìn)行貼合作業(yè)，大大提高的生產(chǎn)效能。

MasterAlign背光貼合視覺應(yīng)用軟件采用視覺引導(dǎo)，與現(xiàn)有的技術(shù)方法相比，利用視覺引導(dǎo)及利用建模工具，加快了產(chǎn)品邊緣點像素獲取并轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機構(gòu)坐標(biāo)，減少換型消耗的時間。利用建模工具的亞像素提取輪廓能力，提高了待處理產(chǎn)品的位置精度。本方法已于實際生產(chǎn)加工流程中發(fā)揮其有效的作用

1、產(chǎn)品建模方便快捷，減少產(chǎn)品換型帶來繁瑣操作的困擾

2、控制機械手精準(zhǔn)對位

3、軟件適用于不同行業(yè)的物料對位

MasterAlign背光貼合視覺應(yīng)用軟件配合UVW平臺案例

系統(tǒng)架構(gòu)

視覺定位系統(tǒng)采用背面向光方式，CCD從上往下拍攝，進(jìn)行圖像分析定位。相機將計算出的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機械手的物理坐標(biāo)，視覺軟件與PLC進(jìn)行通訊，將視野內(nèi)的物理坐標(biāo)發(fā)送給PLC后讓機械手進(jìn)行糾偏，修正固定位置后進(jìn)行貼合作業(yè)。

系統(tǒng)采用五點標(biāo)定，通過軟件控制XYR平臺自動完成相機和機構(gòu)的關(guān)系建立

設(shè)置軟件配置

設(shè)置軟件配置-基礎(chǔ)參數(shù)

設(shè)置五點標(biāo)定步距和旋轉(zhuǎn)角度

軟件主頁

軟件權(quán)限登錄

選擇軟件圖標(biāo)

在下拉菜單選擇用戶

在用戶登錄界面進(jìn)行登錄，選擇“登錄權(quán)限”“用戶名稱”輸入密碼（供應(yīng)商密碼：310525），后點擊用戶登錄

料號切換

選擇軟件圖標(biāo)

在下拉菜單選擇料號

進(jìn)入料號管理頁面：

1：雙擊左鍵：將當(dāng)前選擇的料號導(dǎo)入為當(dāng)前使用的料號

2：雙擊右鍵：將當(dāng)前選擇的料號進(jìn)行刪除。（不可恢復(fù)）

3：在框內(nèi)填入需要新建的料號名稱，后點擊“新建料號”，會創(chuàng)建一個新的料號，并將當(dāng)前使用的料號所有數(shù)據(jù)復(fù)制到新料號內(nèi)。點擊“修改名稱”會將當(dāng)前選擇的料號名稱改為您所填入的新料號名稱。

料號界面

軟件主頁

軟件主頁包括自動工作和全體停止按鈕。

軟件主頁

視覺系統(tǒng)開始自動工作

視覺系統(tǒng)整機復(fù)位，io復(fù)位，狀態(tài)復(fù)位

圖像系統(tǒng)

圖像系統(tǒng)

圖像系統(tǒng)包括主模板登錄、抓取mark測試、候補模板登錄、離線導(dǎo)圖、手動對位、相機設(shè)置。

主模板登錄

1、選擇處理方法

2、下拉重新選擇“灰度匹配”，黃色的模板框工具則會顯示出來，調(diào)整模板框位置和大小到合適，再點擊“方法學(xué)習(xí)”，則學(xué)習(xí)記錄當(dāng)前的模板。

3、顯示OK則完成了模板制作

4、調(diào)整高級參數(shù)。點擊“高級參數(shù)”，進(jìn)入高級參數(shù)界面，調(diào)整參數(shù)可根據(jù)實際情況修改“分?jǐn)?shù)”、“個數(shù)”、“比例容差”、“角度容差”、“匹配速度”、“模糊度”等參數(shù)。

（1）個數(shù)：圖像中存在多個目標(biāo)時，設(shè)置【個數(shù)】，即可返回多個目標(biāo)。

（2）分?jǐn)?shù)：目標(biāo)與模板間的相似度分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)越高，表示目標(biāo)與模板越相似。分?jǐn)?shù)在設(shè)置值之下的目標(biāo)，將會被剔除。

（3）比例容差：目標(biāo)與模板的大小比例變化時，設(shè)置合適的比例容差，即可尋找大小變化的目標(biāo)。

（4）角度容差：圖像中的目標(biāo)發(fā)生角度變化，設(shè)置角度容差，即可更好地尋找角度發(fā)生旋轉(zhuǎn)的目標(biāo)。

5、更新原始點

抓取mark測試

測試當(dāng)前通道m(xù)ark抓取結(jié)果。

候補模板登錄

候補模板管理：包含啟用/禁止候補模板，候補模板登錄，抓點測試等。目前系統(tǒng)中單個圖像通道有主模板+四個候補模板的方式；其中三個候補模板用于當(dāng)主模板抓點失敗后，自動根據(jù)啟用情況，調(diào)用候補模板1，2，3進(jìn)行靶標(biāo)獲取，如果候補模板1，2，3同時啟用了，系統(tǒng)首先會調(diào)用候補模板1，如果1抓靶失敗的話，才會啟用2，以此類推。

候補模板登錄

區(qū)域A:選擇需要設(shè)置的候補模板對應(yīng)的主通道；

區(qū)域B:候補模板學(xué)習(xí)，離線導(dǎo)圖，候補模板抓靶測試以及整個通道抓靶測試；

區(qū)域C:將主模板參數(shù)拷貝到候補模板中去；

區(qū)域D:候補模板抓點結(jié)果以及使用狀態(tài)；候補模板4是專門用作標(biāo)定或者映射時用。

離線導(dǎo)圖

區(qū)域A:圖像源操作，導(dǎo)入離線/在線圖像，圖像處理以及清除當(dāng)前通道數(shù)據(jù)；

備注：如果在進(jìn)入圖像學(xué)習(xí)界面中出現(xiàn)奔潰等異常，有可能是當(dāng)前料號文件中的圖像處理參數(shù)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致用戶無法再次進(jìn)入到靶標(biāo)登錄界面中。用戶可以先清除當(dāng)前通道數(shù)據(jù)，然后再重新導(dǎo)入料號文件即可。

區(qū)域B:顯示圖像以及抓點位置；

區(qū)域C:顯示當(dāng)前通道使用的模板；

區(qū)域D:圖片保存文件路徑以及名稱設(shè)定操作。

相機設(shè)置

區(qū)域A: 相機參數(shù)設(shè)定，相機的參數(shù)分通用參數(shù)和高級參數(shù)；

區(qū)域B: 相機模式切換，實時模式和觸發(fā)模式以及軟件觸發(fā)測試；軟件觸發(fā)測試中包換當(dāng)前相機的幀率以及丟幀情況；

區(qū)域C:生產(chǎn)/標(biāo)定/映射時的相機模式；

通用參數(shù)設(shè)置

參數(shù)說明：

曝光時間（us）：相機打開快門的時間。曝光時間越長，圖像越亮，但拍照時間也越長!

相機增益（db）：相機感光芯片的參數(shù)，以2的N次方增加亮度,調(diào)整比較靈敏并且會帶來噪點,默認(rèn)值是1!

Gamma伽馬值（0~255）：相機感光芯片的參數(shù)，1時不起作用,小于1暗的地方變亮更多,大于1亮的地方調(diào)亮更多!

Sharpness銳度：相機FPGA的參數(shù)，邊沿銳度增強范圍是0~100。默認(rèn)不啟用。

Denoising降噪（0~100）：相機FPGA的參數(shù)，相機底層圖像處理功能。默認(rèn)值是50，能夠降低圖像噪點,但是同時會影響邊沿銳度。默認(rèn)不啟用。

DigitalShift（0~4）數(shù)字位移：相機FPGA的參數(shù)，能夠增強亮度，比較敏感。默認(rèn)值是0，以2的N次方增加。

BrightNess（0~100）亮度：相機FPGA的參數(shù)，能夠增強亮度，但是相對比較平滑。默認(rèn)值是50。

Contrast（0~100）對比度：相機FPGA的參數(shù)，能夠增強對比度。默認(rèn)值是50。

ContrastThresholdValue（0~255）對比度閾值：相機FPGA的參數(shù)，默認(rèn)值是128，大于該值是亮區(qū)，小于該值是暗區(qū)!

高級參數(shù)設(shè)置

參數(shù)說明：

鏡像：將圖像沿著X或Y方向進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

軟件鏡像：通過算法將采集到的圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，會占用系統(tǒng)資源。

相機鏡像：通過設(shè)置相機參數(shù)使圖像進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，不占用系統(tǒng)資源。

旋轉(zhuǎn)：將圖像按順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)一定角度。

NoRotation：不對圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。

90Deg CW：將圖像順時針旋轉(zhuǎn)90度。

90Deg CCW：將圖像逆時針旋轉(zhuǎn)90度。

180Deg：將圖像旋轉(zhuǎn)180度。

曝光延遲：收到曝光信號后延遲一段時間（us）后再進(jìn)行曝光。

觸發(fā)延遲：收到觸發(fā)信號后延遲一段時間（us）后再進(jìn)行觸發(fā)。

頻閃延遲：光源為頻閃模式時，接收到頻閃信號后延遲一段時間（us）后再進(jìn)行觸發(fā)。

頻閃持續(xù)時間：光源為頻閃模式時，每次點亮持續(xù)的時間。

輸入濾波時間：對輸入信號進(jìn)行濾波的時間參數(shù)。

DO使用方式：硬件頻閃、軟件頻閃、通用DO頻閃。

緩存?zhèn)€數(shù)：相機緩存中存儲的圖像個數(shù)。

觸發(fā)方式：上升沿觸發(fā)或者下降沿觸發(fā)。

光源設(shè)置

在“圖像系統(tǒng)”->點擊“光源設(shè)置”，彈出光源設(shè)置界面

控制器選擇:目前系統(tǒng)最大支持2個光源控制器；

切換生產(chǎn)亮度:點擊該按鈕后4個通道光源亮度會變?yōu)樯a(chǎn)亮度；

切換學(xué)習(xí)亮度:點擊該按鈕后4個通道光源亮度會變?yōu)閷W(xué)習(xí)亮度；

打開所有通道:點擊該按鈕后4個通道光源亮度都會打開；

關(guān)閉所有通道:點擊該按鈕后4個通道光源亮度都會關(guān)閉；

光源離線操作:點擊該按鈕后彈出“光源控制器離線操作界面”，如下圖所示；

光源模式選擇:

1. PWM常亮模式：選擇這種模式光源就通過內(nèi)部信號常亮或者常滅；

2. Strobe頻閃模式:選擇這種模式光源就通過相應(yīng)外部信號或者內(nèi)部信號進(jìn)行頻閃。

調(diào)節(jié)光源亮度:選擇生產(chǎn)通道或者映射通道來進(jìn)行保存對應(yīng)通道亮度。

光源設(shè)置

運行參數(shù)

運行參數(shù)包括對位設(shè)置、高級參數(shù)設(shè)置、五點標(biāo)定、補償。

對位設(shè)置

拍照延時：生產(chǎn)過程中收到PLC/Robot發(fā)送拍照信號后，延時一段時間再執(zhí)行拍照采集圖像動作；

多次拍照延時：生產(chǎn)過程多次對位中收到PLC/Robot發(fā)送拍照信號后，延時一段時間再執(zhí)行拍照采集圖像動作；

XY對位精度：X方向/Y方向精度上限，即視覺當(dāng)前對位X方向/Y方向偏移量判定值小于設(shè)定值才會輸出對位OK；

R對位精度：角度精度上限，即視覺對位角度精度偏移量判定值小于設(shè)定值才會輸出對位OK；

XY最大偏移量：對位過程中對位平臺X方向/Y方向最大可以移動的距離；

R最大偏移量：對位過程中對位平臺旋轉(zhuǎn)方向最大可以移動的角度。

高級參數(shù)設(shè)置

對象產(chǎn)品：（對位平臺上的產(chǎn)品）對位系統(tǒng)會對拍照通道的Mark點與Mark點距離進(jìn)行測量，間距代表Mark點之間的距離，容差代表Mark點之間距離的容差。例如設(shè)定Mark點距離設(shè)定為100，容差設(shè)定為10，即對應(yīng)通道Mark點距離不在90～110之間代表測試Mark距離超限，系統(tǒng)會輸出距離超限報警。這樣可以有效管控產(chǎn)品來料誤差，提升對位精度；

記錄長度：記錄當(dāng)前對象產(chǎn)品的mark點間距

五點標(biāo)定

相機選擇:標(biāo)定主要是針對拍攝對位平臺上產(chǎn)品的圖像通道；

圖像寬度:標(biāo)定通道相機長邊方向像素分辨率；

圖像高度:標(biāo)定通道相機短邊方向像素分辨率；

視野寬度:顯示五點標(biāo)定后標(biāo)定通道相機視野長邊方向長度；

視野高度:顯示五點標(biāo)定后標(biāo)定通道相機視野短邊方向長度；

X像素精度:標(biāo)定通道相機長邊方向像素精度 = 視野寬度/圖像寬度；

Y像素精度:標(biāo)定通道相機短邊方向像素精度 = 視野高度/圖像高度；

注釋：標(biāo)定計算出來的視野寬，高要和實際視野接近，否則標(biāo)定結(jié)果就是錯誤的，另外X像素精度和Y像素精度要接近，否則標(biāo)定結(jié)果就是錯的。

點擊啟動標(biāo)定后，控制UVW平臺走偏移量完成相機標(biāo)定

補償

根據(jù)補償方向圖示，在右側(cè)對應(yīng)的方向補償寫入補償數(shù)值后，點擊“設(shè)置”累加到左側(cè)的總補償參數(shù)中。

清零偏移量，則會將累加的總和全部清零，同樣需要點擊“保存參數(shù)”，清零才能生效。

MasterAlign視覺背光貼合應(yīng)用軟件通訊日志

MasterAlign視覺背光貼合應(yīng)用軟件通訊版本，我們以MasterAlign_LTW介紹通訊部分知識，詳情見文中所述：

MasterAlign_LTW(下文中簡稱為MA_LTW)為雙翌自主研發(fā)的視覺對位系統(tǒng)應(yīng)用軟件，軟件中的通訊日志可方便我們進(jìn)行整個通訊流程的接收和查詢流程進(jìn)行分析，詳情見文檔所示：

1、如何打開MA視覺對位系統(tǒng)通訊日志

Fig.1 打開通訊日志方法

點擊圖像中①進(jìn)入到通訊設(shè)置界面，點擊②③，分別打開通訊日志和端口參數(shù)界面

Fig.2 通訊日志和端口參數(shù)

下圖中①是通訊日志，②是端口參數(shù)

2、如何通過MA視覺對位系統(tǒng)通訊日志查看流程運行時間

Fig.3 通訊日志界面

通訊日志：

①是一個流程的運行時間，由機器人發(fā)信號到視覺返回信號為一個通訊流程，時間是由時、分、秒、毫秒組成，例如圖中14/24/34/635 就是14時24分34秒635毫秒

②黃色是接收，機器人發(fā)過給視覺的數(shù)據(jù)和信號

③綠色是發(fā)送，視覺返回給機器人的數(shù)據(jù)和信號

④自動保存通訊日志里面的所以數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)在文件夾里面的“SYCommunicateLogFile”文件夾里面，通過存儲的日志文件可以看出發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)確

3、MA_LTW通訊方式

MA_LTW軟件廣泛應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場精密對位和精密裝配場合中,常用的通訊方式如下所示：

MA_LTW配合過的PLC和機械手通訊見網(wǎng)站鏈接所示：http://fflc.net.cn/news_99.html

3.1 TCPIPServer

這是TCP網(wǎng)口連接通訊，需要設(shè)置IP，視覺軟件做服務(wù)器

端口參數(shù)：①可以看到連接、斷開、接收的數(shù)據(jù)

  ②可以確認(rèn)通訊是否保持連接，連接通訊的個數(shù)

起始符：通訊數(shù)據(jù)的開始標(biāo)示

類型：STX是正文開始

結(jié)束符：通訊數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)示

類型：CR是回車

   CR+LF是回車+換行

   ETX是正文結(jié)束

   LF是換行

   ETX+CR是正文結(jié)束+換行

更改端口、參數(shù)后需要點擊右下角“設(shè)置/保存參數(shù)”后再進(jìn)行操作

3.2 TCPIPClient

TCP網(wǎng)口連接通訊，需要設(shè)置IP，視覺軟件做客戶端

端口參數(shù)：②可以看到接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)

    ③是手動發(fā)送給服務(wù)器的數(shù)據(jù)

S端口：服務(wù)器端口

C端口：本地端口

起始符：通訊數(shù)據(jù)的開始標(biāo)示

類型：STX是正文開始

結(jié)束符：通訊數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)示

類型：CR是回車

   CR+LF是回車+換行

   ETX是正文結(jié)束

   LF是換行

   ETX+CR是正文結(jié)束+換行

更改IP/端口、數(shù)據(jù)后需要點擊下面的“保存參數(shù)”后再進(jìn)行操作

3.3 ModbusRTU

Modbus串口通訊

點擊①后打開端口參數(shù)②和接收命令③

①是串口號，要與PLC串口對上，②的設(shè)置要與PLC端口一致，③僅是代表端口是否打開，即使亮綠燈也不代表和PLC連接正常，修改①和②后要點擊右下角“設(shè)置/保存參數(shù)”保存參數(shù)

在①中可以看到PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)

3.4 ModbusTCP

Modbus  TCP通訊

點擊①后打開端口參數(shù)②和接收命令③

連接通訊

在①里面修改IP和端口號，修改后須在②點擊“保存參數(shù)”

①是PLC發(fā)送過來，視覺接收到的數(shù)據(jù)，點擊②之后才能進(jìn)行編輯右邊的數(shù)據(jù)，要保證③IP地址和PLC的地址一樣，修改后點擊下面“保存所有參數(shù)”保存，然后點擊②才可以退出