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C#之Delta并联机械手的视觉同步分拣

本文导读

前面两节课程我们介绍了怎么建立Delta并联机械手的正逆解以及如何通过视觉进行匹配定位。本节课程给大家分享如何通过C#语言开发正运动Delta并联机械手传送带同步的视觉分拣。

VPLC711硬件介绍

VPLC711是正运动推出的一款基于x86平台和Windows操作系统的高性能机器视觉EtherCAT运动控制器,具备强大的运算能力和灵活性。它具有出色的实时性能和多路高速硬件输入与多路高速PSO输出,能够精准控制多轴同步运动,并与外部设备实现多协议的高速通信。

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VPLC711支持多种硬件接口和通信协议,方便与其他设备的连接和集成。除此之外,VPLC711还具备视觉处理功能,能够实时处理图像数据,实现视觉检测、测量和定位等应用。

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VPLC711内置Windows运动控制实时内核MotionRT7,形成一种开放式IPC形态实时软控制器/软PLC,为用户提供灵活集成的运动控制+视觉一体化解决方案。

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VPLC711硬件参数

1.采用x86高性能CPU,EtherCAT可支持1ms 64轴同步运行;

2.板载RS232,RS485,EtherNet5,EtherCAT,USB3.04硬件接口;

3.板载20DI,其中4个高速色标锁存,2组高速单端编码器;

4.板载20DO,其中4个高速单端脉冲轴,4组高速PWM;

5.支持DVI-D,HDMI显示,支持双网口不同IP设置。

想要了解更多关于VPLC711的详情介绍,可以点击“x86平台实时Windows机器视觉EtherCAT运动控制器VPLC711”查看。

一、C#语言进行Delta并联机械手的开发之运动库和视觉库的添加

1.在VS2010菜单“文件”→“新建”→“项目”,启动创建项目向导。

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2.选择开发语言为“Visual C#”和.NET Framework 4以及Windows窗体应用程序。

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3.找到厂家提供的光盘资料里面的C#函数库,路径如下(32位库为例)。

1)进入厂商提供的光盘资料找到“04PC函数”文件夹,并点击进入。

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2)选择“函数库2.1”文件夹。

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3)选择“Windows平台”文件夹。

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4)根据需要选择对应的函数库,这里选择32位库。

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5)解压C#压缩包,里面有C#对应的函数库。

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6)函数库具体路径如下。

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4.将厂商提供的C#库文件以及相关文件复制到新建的项目中(注意这里面的PC函数库默认提供的是运动库,如果使用视觉功能还需要获取视觉库,视觉库可以找厂商的相关销售或技术人员获取)。
1)将Zmcaux.cs(运动库)和Zvision.cs(视觉库)文件复制到新建的项目里面中。

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2)将zauxdll.dll、zmotion.dll和zvision.dll文件放入bin\debug文件夹中。

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5.用vs打开新建的项目文件,在右边的解决方案资源管理器中点击显示所有文件,然后鼠标右击Zmcaux.cs与 Zvision.cs文件,点击包括在项目中。

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6.双击Form1.cs里面的Form1,出现代码编辑界面,在文件开头写入using cszmcaux,using ZVision并声明控制器句柄g_handle。

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二、PC函数介绍

1.链接控制器,获取链接句柄。

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2.皮带同步指令。
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三、Basic脚本快速验证指令用法

1.编写Basic测试脚本进行MoveSync指令的用法测试。

'**************************************************************************************
'背景:假设有一对对射型的光电传感器固定在流水线的两端,来实时检测流水线上的产品到位情况
'MOVESYNC指令参数填写说明:
'syncposition:物体到感应点时皮带轴的位置,需要通过编码器锁存把产品的对应位置记录下来。
'pos1:跟随轴1原点到光电传感器感应点的位置,对于每个产品都是固定的。
'**************************************************************************************
GLOBAL CONST BeltAxis=4  '皮带轴是轴4
GLOBAL CONST FollowAxis1=0  '跟随轴1是轴0
GLOBAL CONST InducPos1=30  '跟随轴1原点到光电传感器感应点的位置
GLOBAL CONST StandbyPos1=50'跟随轴1的待机位
GLOBAL CONST EmptyPos1=400  '跟随轴1的放料位
'停止所有轴
RAPIDSTOP(2)
WAIT IDLE     
'初始化相关轴的轴参数
BASE(FollowAxis1, BeltAxis)
ATYPE = 1,1
UNITS = 1000,1000
SPEED = 50,100
DPOS = 0,0
'触发示波器采集波形
TRIGGER
DELAY(1000)
'跟随轴先运动到待机位
BASE(FollowAxis1)
MOVEABS(StandbyPos1)
'皮带轴开始运动
VMOVE(1)  AXIS(BeltAxis)
'假设皮带运动到200的位置时,有一个产品被检测到
BASE(FollowAxis1)
Wait UNTIL MPOS(BeltAxis)> 200
MOVESYNC(0, 2000, 200, BeltAxis, InducPos1) '跟随轴加速同步段该指令执行完后将同步上产品
MOVE_OP(0, ON)                               '同步上后打开真空吸          
MOVESYNC(0, 1000, 200, BeltAxis, InducPos1)  '继续同步1s
MOVESYNC(-1, 0, 0, -1, EmptyPos1)            '走到放料位置
MOVE_OP(0, OFF)                              '到放料位后关闭真空吸  

2.通过RTSys软件的示波器观察波形,分析同步过程。

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根据示波器的数据分析

1、产品刚刚被检测到时,皮带的位置是200,跟随轴的位置是50。

2、跟随轴追上产品,并保持速度和皮带轴同步时皮带的位置是400,跟随轴1的位置是230。

3、由1和2可知,产品在同步过程中前进了200(400-200)。

4、因为跟随轴1原点到光电传感器感应点的位置InducPos1我们给的数据是30,所以在跟随轴1和皮带平行的情况下,皮带带着产品往前跑了200后,此时此刻跟随轴1原点到光产品的实际距离是230(200+30)。

5、那么第4点计算的结果和第2的同步完成后跟随轴1的实际位置是一致的,所以流水线同步指令测试正常。

四、C#例程建设之视觉流水线同步分拣

1.皮带同步指令关键参数详细介绍。

ZAux_Direct_MoveSync(ZMC_HANDLE handle,float imode,int synctime,float syncposition,int syncaxis,int imaxaxises,int *piAxislist,float *pfDisancelist).

(1)参数imode:

imode = 0+angle,表示同步模式,如果皮带和X轴平行,填0即可。

imode = -1,表示结束同步模式,可运动到指定的绝对位置,一般同步上抓取完物料后运动到放料位使用。

(2)参数synctime: 同步时间,ms单位.运动在指定时间内完成,完成时轴跟皮带轴上物体保持速度一致。0表示根据运动轴的速度加速度来估计同步时间。

(3)参数syncposition: 视觉或传感器识别到皮带是的产品时,皮带此时此刻的位置信息MPOS。

(4)参数pfDisancelist:如果是视觉定位产品时,这个参数直接填视觉识别到产品时产品的世界坐标。

如果用光电传感器检测产品时,这个参数是固定的,在传感器刚刚好感应到产品时,产品当前位置的绝对坐标。可以在此时此刻手动运动从轴来定位到产品处来获取位置信息。

2.视觉流水线同步分拣流程图。

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(1)视觉匹配定位代码详情。


```csharp
/************************************************************************************
'任务编号:     无
'函数功能:     视觉定位产品
'Input:        无
'Output:       无 
'返回值:       子线程---进行视觉定位             
**************************************************************************************/
public void RunSubTaskVisua()
{int TempArrid = 0;float TempVar = 0;WriteLog("视觉功能正常启动");while (SysRunFlag > 0){//暂停按钮没有按下时while (SysRunFlag == 1) {//采集图像VisuaOper.CameAcquisition();//进行模板匹配RTDisplay.Image = VisuaOper.ShapeFind();if (MainWindows.BeltMpos != 0)//如果采集照片的时候皮带编码器位置获取正常{//操作MoveSyncBuff数据先加锁while (true){if (MainWindows.SetMoveSyncFlag == 0){MainWindows.SetMoveSyncFlag = 1;break;}}//找到可以存储数据的数组起始下标int ArrId = 0;for (int i = 0; i < 50; i++){if (MainWindows.MoveSyncBuff[i, 0] == 0){ArrId = i;break;}}//开始存储数据  一次匹配最多10个结果TempArrid = ArrId;for (int i = 0; i < 10; i++){//如果分数满足要求if (MainWindows.VisionRst[i, 0] >= MainWindows.VisionScore){int j;//如果有重复的目标需要剔除for (j = 0; j < TempArrid; j++){TempVar = MainWindows.VisionRst[i, 1] - MainWindows.BeltMpos - MainWindows.MoveSyncBuff[j, 1] + MainWindows.MoveSyncBuff[j, 4];if (((TempVar) <= 10) && (TempVar >= -10)){j = -10;break;}}if (j >= 0){MainWindows.MoveSyncBuff[ArrId, 0] = 1;MainWindows.MoveSyncBuff[ArrId, 1] = MainWindows.VisionRst[i, 1];   //存储匹配结果的X坐标MainWindows.MoveSyncBuff[ArrId, 2] = MainWindows.VisionRst[i, 2];   //存储匹配结果的Y坐标MainWindows.MoveSyncBuff[ArrId, 3] = MainWindows.VisionRst[i, 3];   //存储匹配结果的角度偏移MainWindows.MoveSyncBuff[ArrId, 4] = MainWindows.BeltMpos;          //存储匹配到产品时,传送带的位置信息ArrId = ArrId + 1;IdentiNum.Text = (Convert.ToInt32(IdentiNum.Text) + 1).ToString();WriteLog("视觉目标:" + "(" + MainWindows.VisionRst[i, 1].ToString("0,0") + "," + MainWindows.VisionRst[i, 2].ToString("0,0") + ")");}}//分数清空MainWindows.VisionRst[i, 0] = 0;}//解锁MainWindows.SetMoveSyncFlag = 0;}}Thread.Sleep(100);}
}

(2)流水线同步分拣代码详情。

/************************************************************************************
'任务编号:     无
'函数功能:     流水线同步分拣
'Input:        无
'Output:       无 
'返回值:       无             
**************************************************************************************/
public void RunSubTaskMotion()
{float[] MoveSyncTemp = new float[5];float TempMpos = 0;while (SysRunFlag > 0){while (SysRunFlag == 1){if (MainWindows.MoveSyncBuff[0, 0] == 1){MainWindows.ZauxErr = zmcaux.ZAux_Direct_GetMpos(MainWindows.g_Handle, MainWindows.ConveyorAxisId, ref TempMpos);//如果编码器位置抓取正确if (0 == MainWindows.ZauxErr) {//编码器往前运动了多少TempMpos = TempMpos - MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4];//判断是否处于同步起始区if (((MainWindows.MoveSyncBuff[0, 1] + TempMpos) >= MainWindows.SyncReX[0]) && ((MainWindows.MoveSyncBuff[0, 1] + TempMpos) <= MainWindows.SyncReX[1])){WriteLog("开始同步抓取");//取一组数据MoveSyncTemp[0] = MainWindows.MoveSyncBuff[0, 1] ;    //XMoveSyncTemp[1] = MainWindows.MoveSyncBuff[0, 2] ;    //Y  MoveSyncTemp[2] = MainWindows.GetBinHigt;            //取料高度MoveSyncTemp[3] = MainWindows.MoveSyncBuff[0, 3];    //AanleMoveSyncTemp[4] = MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4];    //Mpos//下发同步运动的指令//0、复位输出口zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], MainWindows.VacSucIo, 0);//1、先同步上传送带zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(MainWindows.g_Handle, 0, 0, MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4], MainWindows.ConveyorAxisId, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//2、同步一段时间(关节轴有滞后) 50mszmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(MainWindows.g_Handle, 0, 50, MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4], MainWindows.ConveyorAxisId, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//3、打开真空吸嘴zmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], MainWindows.VacSucIo, 1);//4、同步一段时间 1500mszmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(MainWindows.g_Handle, 0, 700, MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4], MainWindows.ConveyorAxisId, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//5、同步段把Z轴提升到安全高度,选择轴到放料角度MoveSyncTemp[2] = MainWindows.StandPos[2];             //取料高度zmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(MainWindows.g_Handle, 0, 100, MainWindows.MoveSyncBuff[0, 4], MainWindows.ConveyorAxisId, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//4、解除同步去放料点MoveSyncTemp[0] = MainWindows.EmptPos[0];    //XMoveSyncTemp[1] = MainWindows.EmptPos[1];    //Y  MoveSyncTemp[2] = MainWindows.EmptPos[2];    //放料高度MoveSyncTemp[3] = MainWindows.EmptPos[3];    //Aanlezmcaux.ZAux_Direct_MoveSync(MainWindows.g_Handle, -1, 0, 0, -1, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//5、关闭真空吸嘴放料,Delay100mszmcaux.ZAux_Direct_MoveOp(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], MainWindows.VacSucIo, 0);zmcaux.ZAux_Direct_MoveDelay(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], 100);//6、去安全高度MoveSyncTemp[0] = MainWindows.EmptPos[0];    //XMoveSyncTemp[1] = MainWindows.EmptPos[1];    //Y  MoveSyncTemp[2] = MainWindows.StandPos[2];    //放料高度MoveSyncTemp[3] = MainWindows.EmptPos[3];    //Aanlezmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(MainWindows.g_Handle, 4, MainWindows.gVAxisList, MoveSyncTemp);//操作MoveSyncBuff数据先加锁while (true){if (MainWindows.SetMoveSyncFlag == 0){MainWindows.SetMoveSyncFlag = 1;break;}}//视觉匹配缓冲区数据往前覆盖for (int k = 0; k < 49; k++){MainWindows.MoveSyncBuff[k, 0] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 0];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 1] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 1];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 2] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 2];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 3] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 3];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 4] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 4];}//解锁MainWindows.SetMoveSyncFlag = 0;//等待输出口打开int TimeOut = 10000;TimeOut = 100000;//等待轴停止int AxisIdle = 0;                 //轴停止状态while (TimeOut > 0){zmcaux.ZAux_Direct_GetIfIdle(MainWindows.g_Handle, MainWindows.gVAxisList[0], ref AxisIdle);if (AxisIdle == (-1)){break;}Thread.Sleep(10);TimeOut = TimeOut - 10;}if (TimeOut <= 0){//超时要报错,程序要停止WriteLog("等待轴停止超时");//Thread.Sleep(100);SysRunFlag = 0;break;}SortNum.Text = (Convert.ToInt32(SortNum.Text) + 1).ToString();WriteLog("放料成功");//退出while 单次循环continue;}else if ((MainWindows.MoveSyncBuff[0, 1] + TempMpos) > MainWindows.SyncReX[1]){//操作MoveSyncBuff数据先加锁while (true){if (MainWindows.SetMoveSyncFlag == 0){MainWindows.SetMoveSyncFlag = 1;break;}}//视觉匹配缓冲区数据往前覆盖for (int k = 0; k < 49; k++){MainWindows.MoveSyncBuff[k, 0] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 0];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 1] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 1];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 2] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 2];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 3] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 3];MainWindows.MoveSyncBuff[k, 4] = MainWindows.MoveSyncBuff[k + 1, 4];}//解锁MainWindows.SetMoveSyncFlag = 0;//如果视觉匹配缓冲区没有数据了if (MainWindows.MoveSyncBuff[0, 0] == 0){//Delta去待机位zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(MainWindows.g_Handle, 4, MainWindows.gVAxisList, MainWindows.StandPos);WriteLog("去待机位");}}}}else{//Delta去待机位zmcaux.ZAux_Direct_MoveAbs(MainWindows.g_Handle, 4, MainWindows.gVAxisList, MainWindows.StandPos);}Thread.Sleep(50);}//停止传送带zmcaux.ZAux_Direct_Single_Cancel(MainWindows.g_Handle, MainWindows.ConveyorAxisId, 2);}
}

本次,正运动技术C#之Delta并联机械手的视觉同步分拣,就分享到这里。

更多精彩内容请关注“正运动小助手”公众号,需要相关开发环境与例程代码,请咨询正运动技术销售工程师。

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http://www.lryc.cn/news/389906.html

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