工業機器人與視覺感測器(移動式攝影機)校準方法_IDE visual studio C#

一、概述

當使用市售的視覺感測器或影像處理系統時,必須使用機器人座標系統校準影像處理結果(影像座標系統、攝影機座標系統)。以下說明EPSON 機械手臂與第三方視覺感測器校準步驟,下圖顯示與校準以及資料和檔案的動作相關的命令和功能。



視覺校準資料可以在以下步驟中創建。

(1) 安裝攝影機
(2) 創建影像處理順序以進行校準(在每個視覺感測器)
(3) 教導機器人位置以進行所需零件的校準
(4) 所需的零件進行影像處理並獲取影像處理結果。
(5) 執行校準(VxCalib 命令)
(6) 儲存校準數據(VxCalSave 命令)


二、規格

校準資料 / 校準檔案
最多可同時將16 個校準數據儲存到機器人控制器。
如果您使用的校準數據超過16 個,請從檔案中載入之並儲存到檔案中。
最多可以創建16 個檔案。注意不要超過最大檔案數。

攝影機安裝

支援以下七種攝影機安裝類型:
1: 獨立機
2: 固定向下的攝影機
3: 固定向上的攝影機
4: 第2 關節上的移動攝影機
5: 第4 關節上的移動攝影機 (*此篇測試範例)
6: 第5 關節上的移動攝影機
7: 第6 關節上的移動攝影機

影像座標系統
以下影像顯示調整後的影像座標系統。單位是畫素。




三、攝影機的安裝

為每個校準數據選擇攝影機安裝方法。校準所需的數據集因安裝類型而有不同。請注意,錯誤的設定可能會導致校準不正確。




移動攝影機的參考點
參考點是用於校準影像座標與攝影機或機器人座標系統之間關係的重要點。每個校準方案都需要一或多個參考點。這些點的教導方法按照攝影機的安裝方式和方向而有所不同。

移動式相機參考點需要一對(兩個點)位置數據。在指定座標系統中,當U軸處於0度和180度時,每個位置數據都包含機器人的兩個位置數據。使用TwoRefPoint功能,系統可以確定機器人座標系統中參考位置的更精確位置。但是,如果準確定義了機器人工具,則不需要此功能。

EPSON RC+7.0 指令命令列表
下表顯示與視覺校準相關的命令和功能。如需詳細資訊,請參閱 SPEL+ 語言參考。



說明

根據使用指定相機姿態的指定校正編號、以引數傳遞的像素坐標、機器人坐標、基準點(僅限可移動相機),計算視覺校正資料。


四、測試架構展示


硬體架構
將CCD相機(Basler)安裝於EPSON SCARA 機械手(LS6-B602S)的第4軸上,治具尖端對準製作參考點(中心為法蘭面正中)




第三方視覺感測器取出像素
由第三方視覺感測器拍攝影像取得 9點像素座標為 pxl  (此專案透過 C# 進行第三方相機通訊與像素抓取)




軟體編程

RC+ 程式撰寫-將取得視覺像素座標與機器人座標進行校正檔演算。
EPSON RC+ 透過指令可將像素座標與機器人座標進行校準,按照以下規則放入指定點位資料



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) 以連續點資料指定像素坐標(僅限X、Y)。
P (robot_st:robot_ed) 以連續點資料指定機器人坐標。
P(ref0) 以點資料指定基準點的機器人坐標。

按照資料順序格式進行校正紀錄點


機器人點檔案 
將像素座標與機器人座標輸入至機器人點檔案中


執行 CCD_CalSave 程式完成,即校正檔儲存。
若需將視覺攝影機之辨識點( pixel像素座標 )透過校正檔轉換為手臂欲移動的目標座標 ( X, Y, U )
請參考以下程式內容:



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


P (pixel) 以點資料指定視覺像素坐標(僅限X、Y、U)。
P (camRobot) 可省略。若為可移動相機,則指定拍攝時的機器人位置。請將點資料設定為TOOL: 0、ARM: 0。


*更多機械手臂整合應用,請見 LinkTreeby@sacg_nbu

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參考資料:

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

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