機(jī)器視覺，身份證閱讀器網(wǎng)絡(luò)集成

基于因特網(wǎng)的機(jī)器視覺和基于圖像的身份證閱讀器集成到工廠網(wǎng)絡(luò)中到工廠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更直接的溝通和更低的成本。

傳統(tǒng)的方式，將機(jī)器視覺系統(tǒng)或基于圖像的ID（識別）讀取器與工廠自動化包括連接到個人計算機(jī)（PC）用的專用串行線或USB端口與PC上運行的翻譯程序接口到所述可編程邏輯控制器（PLC）中運行的行。最新一代的機(jī)器視覺系統(tǒng)和ID讀碼器通過提供因特網(wǎng)連接和工具直接與PLC，機(jī)器人控制器，PC和人機(jī)界面（HMI）進(jìn)行通信實質(zhì)性的改進(jìn)。

主要優(yōu)勢包括無需PC和電纜從電腦視覺系統(tǒng)和ID讀碼器的需要，消除了PC上的需要軟件，并與視覺系統(tǒng)和ID讀碼器從任何地方的工廠網(wǎng)絡(luò)通信的能力。接口工廠網(wǎng)絡(luò)與視覺系統(tǒng)和ID讀碼器已與新的通信接口變得更容易。

 

設(shè)備級接口

工廠網(wǎng)絡(luò)和ID讀取器和機(jī)器視覺系統(tǒng)之間的接口的傳統(tǒng)方法使用RS232串行線路或USB連接到個人計算機(jī)。在個人計算機(jī)上運行的翻譯軟件或解析數(shù)據(jù)，并將其推到一PLC和有時其它網(wǎng)絡(luò)目的地的自定義腳本。這種方法涉及費用，如購買和編程PC和讀碼器或視覺系統(tǒng)提供電纜。在過去，制造商往往會從一臺PC多重視覺系統(tǒng)在生產(chǎn)線上的多個點分布視野。

傳統(tǒng)的方法可以在購買的電腦和電纜用于視覺系統(tǒng)和ID讀碼器連接涉及到相當(dāng)大的費用。更大的費用可能參與開發(fā)或購買和配置在PC上運行的翻譯軟件?？梢赃B接到一臺PC的代碼閱讀器或視覺系統(tǒng)的數(shù)量是有限的，所以這種方法是不容易伸縮。要求公司保持良好生產(chǎn)規(guī)范（GMP）產(chǎn)生額外的費用為PC和軟件的驗證。傳統(tǒng)方法的另一個限制是該ID讀取或視覺系統(tǒng)只與其所直接相連的PC進(jìn)行通信。因此，它可以是具有挑戰(zhàn)性的與其他應(yīng)用程序，例如統(tǒng)計過程控制（SPC）接口，或模型切換期間下載配置到多個視覺系統(tǒng)。

 

因特網(wǎng)接口，控制級

最新一代的身份代碼閱讀器和機(jī)器視覺系統(tǒng)包括因特網(wǎng)端口，使他們能夠直接連接到一個工廠網(wǎng)絡(luò)上的任何交換機(jī)或集線器，并反過來與網(wǎng)絡(luò)上的所有其他設(shè)備進(jìn)行通信。最新的視覺系統(tǒng)和ID的讀者也有工具，可以很容易地直接普通工廠自動化硬件，如PLCs，機(jī)器人控制器，人機(jī)界面，和電腦。這種方法不需要布線的PC，從PC到身份證閱讀器或機(jī)系統(tǒng)，提供顯著的成本節(jié)約。

額外的成本節(jié)約來自于PC上的軟件消除，產(chǎn)業(yè)符合GMP，對需要驗證的計算機(jī)及其軟件的消除。直接以太網(wǎng)通信的身份證閱讀器或機(jī)器視覺系統(tǒng)和工廠網(wǎng)絡(luò)提高了可擴(kuò)展性，使有可能添加身份證閱讀器或視覺系統(tǒng)，而無需添加其他硬件或軟件。新的視覺系統(tǒng)和ID的讀者一般也包括RS-232和USB連接，可直接連接到PC的安裝和故障排除以及實施中的遺留應(yīng)用程序。

因為它們可以很容易地連接在一起，并作為一個系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，涉及實施和維護(hù)視力的總成本和精力的降低。網(wǎng)絡(luò)視覺系統(tǒng)，視覺傳感器和ID讀碼器能夠在一個中心點，以收集來自所有設(shè)備數(shù)據(jù)和圖像，在一臺監(jiān)視器上查看和歸檔進(jìn)行趨勢分析和持續(xù)的流程改進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)還允許視覺系統(tǒng)通過自動化程序，如換為混合模式的處理以增加生產(chǎn)的靈活性。

先進(jìn)的視覺系統(tǒng)和傳感器提供的軟件工具來集中應(yīng)用開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理。工程師可以設(shè)置和修改視覺應(yīng)用，共享應(yīng)用程序與其他廠區(qū)，以及遠(yuǎn)程故障診斷與技術(shù)人員的問題，都沒有離開過辦公室。這樣的工具可以很容易的新的視覺傳感器添加到現(xiàn)有線路或復(fù)制現(xiàn)有的視覺傳感器應(yīng)用到新的視覺傳感器重用在新的一行。

 

整合視覺，工廠網(wǎng)絡(luò)

為了實現(xiàn)這些好處，所述ID讀取或機(jī)器視覺系統(tǒng)必須與其他工廠自動化設(shè)備如通過網(wǎng)絡(luò)的PLC通信。許多工業(yè)因特網(wǎng)協(xié)議最常用于這一目的：

因特網(wǎng)/ IP，這ODVA協(xié)議使視覺系統(tǒng)鏈接到兼容的PLC，通過一條因特網(wǎng)電纜與其它設(shè)備，省去了復(fù)雜的布線方案和昂貴的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的需要。

Modbus / TCP協(xié)議，該工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（MODBUS組織）允許直接連接的Modicon PLC和因特網(wǎng)其他設(shè)備。

PROFINET - 該工業(yè)通信協(xié)議由PROFIBUS國際組織定義的，并允許視覺系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的PLC和其它工廠自動化設(shè)備進(jìn)行通信。

典型的通信功能包括預(yù)配置的驅(qū)動程序，隨時可以使用的模板和示例代碼，以加速系統(tǒng)設(shè)置，并確保與工廠自動化機(jī)器人和控制器的通信暢通。通常提供用于檢測圖像集成到一個中心的操作員界面的可視化選項的陣列。一個點和點擊配置界面用來控制從網(wǎng)絡(luò)PC多個視覺系統(tǒng)以及可以讓用戶輕松的數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)狡髽I(yè)文件服務(wù)器或用戶自己的操作界面顯示出來。

新視覺系統(tǒng)的連接范圍廣，從三菱，羅克韋爾，西門子等PLC和其他自動化設(shè)備提供驅(qū)動程序，模板和開放標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)因特網(wǎng)通信協(xié)議，如MC協(xié)議，因特網(wǎng)/ IP和Profinet的示例代碼制造商。視覺系統(tǒng)可以與幾乎所有品牌或機(jī)器人的模型進(jìn)行通信。預(yù)配置的驅(qū)動程序，隨時可以使用的模板和示例代碼可用于由ABB，日本電裝，F(xiàn)anuc, Kawasaki, Kuka, Motoman 和Staubli。也支持三菱，Adept, Epson等眾多廠商的機(jī)器人交流。離散I / O和串行協(xié)議可用于支持舊的PLC和設(shè)備，而無需網(wǎng)絡(luò)連接?，F(xiàn)場總線支持，提供了建立標(biāo)準(zhǔn)，包括CC-Link的，DeviceNet的，和Profibus。

提供可視化選項來檢查圖像，質(zhì)量數(shù)據(jù)，和交互式控件集成到一個操作員接口。一個典型的方法嵌入視覺系統(tǒng)的圖像和自定義顯示成NET或ActiveX兼容的自定義應(yīng)用程序，或者從羅克韋爾，Wonderware公司，Citect工程，以及其他基于PC的HMI系統(tǒng)。 OPC服務(wù)器（OPC基金會）可用于視覺數(shù)據(jù)上行的HMI顯示，SPC系統(tǒng)，工廠監(jiān)管系統(tǒng)以及Microsoft Excel來操作進(jìn)行監(jiān)控并記錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)。軟件開發(fā)工具包可用于創(chuàng)建用于管理視覺系統(tǒng)的自定義用戶界面。

這個例子說明了如何視覺系統(tǒng)和ID讀碼器可通過EtherNet / IP使用羅克韋爾附加配置文件（AOP）來連接。第一步是加載與視覺系統(tǒng)為羅克韋爾的EDS向?qū)к浖腞SLogix提供的電子數(shù)據(jù)表（EDS）文件。 EDS文件是使用網(wǎng)絡(luò)配置工具，以幫助識別產(chǎn)品和調(diào)試他們在網(wǎng)絡(luò)上簡單的文本文件。然后，視覺系統(tǒng)和ID讀碼器AOP是通過羅克韋爾的AOP設(shè)置實用程序加載。第三步是建立在PLC上一個新的模塊，添加一個唯一的名稱，并設(shè)定了閱讀器的IP地址。最后一步是定義的輸入和輸出節(jié)點。然后，工程師可以編寫應(yīng)用程序，并在熟悉的羅克韋爾自動化編程環(huán)境定義了相關(guān)的邏輯。 

Odyssey機(jī)

在鑄造廠可以提供40磅的鋁離合器外殼的客戶，必須鋸斷道和刪除Flash。此前，一人裝成機(jī)鑄件澆口斷鋸和一個操作員舉辦鑄件而另一刀去除閃光。以前，一個操作者加載的鑄件成鋸澆道斷和一個第二操作者保持，而另一個切割器除去閃光鑄件的機(jī)器。鮑靈格林，俄亥俄州的奧德賽機(jī)械公司開發(fā)出了消除了這些困難和潛在的危險任務(wù)的視覺引導(dǎo)機(jī)器人的應(yīng)用程序。機(jī)器視覺系統(tǒng)識別其中八個部分是在進(jìn)料輸送器和該部分的位置。然后，機(jī)器人拿起一部分，并將其裝入三個階段澆道鋸。接著，將機(jī)器人從鋸取一部分，并在一個輔助夾具移動它圍繞一個高速銑刀以去除閃爍。

機(jī)器人選擇離合器外殼

該工作單元連接到視覺系統(tǒng)使用因特網(wǎng)電纜的Allen-Bradley的可編程邏輯控制器（PLC）的控制下運行。在這個應(yīng)用中使用的機(jī)器人是一個Fanuc的S900W，客戶以前退休，但由Fanuc的這種應(yīng)用進(jìn)行了重建。該P(yáng)LC很容易通過因特網(wǎng)連接連接到視覺系統(tǒng)，因為它包含與PLC通訊所需的協(xié)議。視覺系統(tǒng)被連接到具有數(shù)字輸入/輸出RJ2機(jī)器人控制與機(jī)器人控制器通信。視覺系統(tǒng)發(fā)送部的識別信息和上部到PLC，其將信息發(fā)送到機(jī)器人控制器的坐標(biāo)信息。

驗證，跟蹤

在得克薩斯州，印花稅票必須應(yīng)用到每一個酒瓶在批發(fā)層面出售，如酒店和餐館。好古迪白酒在達(dá)拉斯想自動讀取郵票，以確保每一瓶都有印花稅票以及存儲在與審計目的瓶號數(shù)據(jù)庫其編號的過程。該應(yīng)用程序是一項重大的條形碼讀取的挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)以每秒一個的速率處理瓶和瓶具有不同的形狀和背景。另外，標(biāo)簽位置變化，并且所述照明經(jīng)常變化。

該ID讀碼器通信使用EtherNet / IP協(xié)議，并具有用于PLC的驅(qū)動程序，簡化集成工作。一旦驅(qū)動程序被安裝在PLC，照相機(jī)顯示為在PLC的成分。然后PLC可以很容易地編程以發(fā)出例如具有最小編程以捕獲圖像的相機(jī)的任何命令。在本申請中，發(fā)出命令到條形碼閱讀器來拍攝圖像，對是否檢測到條碼提供反饋，并發(fā)送條形碼號碼與三行代碼來完成的。

高效的溝通

在過去，需要使用電腦與視覺系統(tǒng)和ID讀碼器接口需要購買昂貴的硬件，有時復(fù)雜的軟件開發(fā)與工廠網(wǎng)絡(luò)接口。直接與普通工廠自動化設(shè)備接口的新一代視覺系統(tǒng)和ID讀碼器具有內(nèi)置以太網(wǎng)連接和工具，簡化工廠網(wǎng)絡(luò)集成。除了減少實施所需的時間和成本，新設(shè)備也通過使它們產(chǎn)生能夠更容易地訪問和在其它應(yīng)用中使用的信息增加視覺系統(tǒng)和ID讀碼器的值。