工业机器人与视觉感测器(移动式摄影机)校准方法_IDE visual studio C#

一、概述

当使用市售的视觉感测器或影像处理系统时,必须使用机器人座标系统校准影像处理结果(影像座标系统、摄影机座标系统)。以下说明EPSON 机械手臂与第三方视觉感测器校准步骤,下图显示与校准以及资料和档案的动作相关的命令和功能。



视觉校准资料可以在以下步骤中创建。

(1) 安装摄影机
(2) 创建影像处理顺序以进行校准(在每个视觉感测器)
(3) 教导机器人位置以进行所需零件的校准
(4) 所需的零件进行影像处理并获取影像处理结果。
(5) 执行校准(VxCalib 命令)
(6) 储存校准数据(VxCalSave 命令)


二、规格

校准资料 / 校准档案
最多可同时将16 个校准数据储存到机器人控制器。
如果您使用的校准数据超过16 个,请从档案中载入之并储存到档案中。
最多可以创建16 个档案。注意不要超过最大档案数。

摄影机安装

支援以下七种摄影机安装类型:
1: 独立机
2: 固定向下的摄影机
3: 固定向上的摄影机
4: 第2 关节上的移动摄影机
5: 第4 关节上的移动摄影机 (*此篇测试范例)
6: 第5 关节上的移动摄影机
7: 第6 关节上的移动摄影机

影像座标系统
以下影像显示调整后的影像座标系统。单位是画素。




三、摄影机的安装

为每个校准数据选择摄影机安装方法。校准所需的数据集因安装类型而有不同。请注意,错误的设定可能会导致校准不正确。




移动摄影机的参考点
参考点是用于校准影像座标与摄影机或机器人座标系统之间关系的重要点。每个校准方案都需要一或多个参考点。这些点的教导方法按照摄影机的安装方式和方向而有所不同。

移动式相机参考点需要一对(两个点)位置数据。在指定座标系统中,当U轴处于0度和180度时,每个位置数据都包含机器人的两个位置数据。使用TwoRefPoint功能,系统可以确定机器人座标系统中参考位置的更精确位置。但是,如果准确定义了机器人工具,则不需要此功能。

EPSON RC+7.0 指令命令列表
下表显示与视觉校准相关的命令和功能。如需详细资讯,请参阅 SPEL+ 语言参考。



说明

根据使用指定相机姿态的指定校正编号、以引数传递的像素坐标、机器人坐标、基准点(仅限可移动相机),计算视觉校正资料。


四、测试架构展示


硬体架构
将CCD相机(Basler)安装于EPSON SCARA 机械手(LS6-B602S)的第4轴上,治具尖端对准制作参考点(中心为法兰面正中)




第三方视觉感测器取出像素
由第三方视觉感测器拍摄影像取得 9点像素座标为 pxl  (此专案透过 C# 进行第三方相机通讯与像素抓取)




软体编程

RC+ 程式撰写-将取得视觉像素座标与机器人座标进行校正档演算。
EPSON RC+ 透过指令可将像素座标与机器人座标进行校准,按照以下规则放入指定点位资料



VxCalib 命令格式 --> VxCalib CalNo, CamOrient, P(pixel_st : pixel_ed), P(robot_st : robot_ed),P(ref0) [, P(ref180)]
P (pixel_st:pixel_ed) 以连续点资料指定像素坐标(仅限X、Y)。
P (robot_st:robot_ed) 以连续点资料指定机器人坐标。
P(ref0) 以点资料指定基准点的机器人坐标。

按照资料顺序格式进行校正纪录点


机器人点档案 
将像素座标与机器人座标输入至机器人点档案中


执行 CCD_CalSave 程式完成,即校正档储存。
若需将视觉摄影机之辨识点( pixel像素座标 )透过校正档转换为手臂欲移动的目标座标 ( X, Y, U )
请参考以下程式内容:



 VxTrans 命令格式 --> VxTrans  (CalNo, P(pixel)[, P(camRobot)] ) As Pose


P (pixel) 以点资料指定视觉像素坐标(仅限X、Y、U)。
P (camRobot) 可省略。若为可移动相机,则指定拍摄时的机器人位置。请将点资料设定为TOOL: 0、ARM: 0。


*更多机械手臂整合应用,请见 LinkTreeby@sacg_nbu

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参考资料:

EPSON RC+ API https://epson.com/Support/Robots/Integrated-Solutions-and-Accessories/Software-Options/Epson-NET-Support/s/SPT_R12NZ900AE
EPSON Global 教育网 https://epsontaiwan.eletang.com.tw/?m=Homepage&c=Index&a=index
EPSON Global 官方推广站 https://epson.com/Support/Robots/sh/s6

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