機(jī)器視覺(jué)，身份證閱讀器網(wǎng)絡(luò)集成

基于因特網(wǎng)的機(jī)器視覺(jué)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(jué)系統(tǒng)或基于圖像的ID（識(shí)別）讀取器與工廠自動(dòng)化包括連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）用的專(zhuān)用串行線(xiàn)或USB端口與PC上運(yùn)行的翻譯程序接口到所述可編程邏輯控制器（PLC）中運(yùn)行的行。最新一代的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和ID讀碼器通過(guò)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(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。

主要優(yōu)勢(shì)包括無(wú)需PC和電纜從電腦視覺(jué)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(jué)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(jué)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(jí)接口

工廠網(wǎng)絡(luò)和ID讀取器和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)之間的接口的傳統(tǒng)方法使用RS232串行線(xiàn)路或USB連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的翻譯軟件或解析數(shù)據(jù)，并將其推到一PLC和有時(shí)其它網(wǎng)絡(luò)目的地的自定義腳本。這種方法涉及費(fèi)用，如購(gòu)買(mǎi)和編程PC和讀碼器或視覺(jué)系統(tǒng)提供電纜。在過(guò)去，制造商往往會(huì)從一臺(tái)PC多重視覺(jué)系統(tǒng)在生產(chǎn)線(xiàn)上的多個(gè)點(diǎn)分布視野。

傳統(tǒng)的方法可以在購(gòu)買(mǎi)的電腦和電纜用于視覺(jué)系統(tǒng)和ID讀碼器連接涉及到相當(dāng)大的費(fèi)用。更大的費(fèi)用可能參與開(kāi)發(fā)或購(gòu)買(mǎi)和配置在PC上運(yùn)行的翻譯軟件?？梢赃B接到一臺(tái)PC的代碼閱讀器或視覺(jué)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(fèi)用為PC和軟件的驗(yàn)證。傳統(tǒng)方法的另一個(gè)限制是該ID讀取或視覺(jué)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(jì)過(guò)程控制（SPC）接口，或模型切換期間下載配置到多個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)。

 

因特網(wǎng)接口，控制級(jí)

最新一代的身份代碼閱讀器和機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括因特網(wǎng)端口，使他們能夠直接連接到一個(gè)工廠網(wǎng)絡(luò)上的任何交換機(jī)或集線(xiàn)器，并反過(guò)來(lái)與網(wǎng)絡(luò)上的所有其他設(shè)備進(jìn)行通信。最新的視覺(jué)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(dòng)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(xiàn)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(lái)自于PC上的軟件消除，產(chǎn)業(yè)符合GMP，對(duì)需要驗(yàn)證的計(jì)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(jué)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(jué)系統(tǒng)，而無(wú)需添加其他硬件或軟件。新的視覺(jué)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(shí)施中的遺留應(yīng)用程序。

因?yàn)樗鼈兛梢院苋菀椎剡B接在一起，并作為一個(gè)系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，涉及實(shí)施和維護(hù)視力的總成本和精力的降低。網(wǎng)絡(luò)視覺(jué)系統(tǒng)，視覺(jué)傳感器和ID讀碼器能夠在一個(gè)中心點(diǎn)，以收集來(lái)自所有設(shè)備數(shù)據(jù)和圖像，在一臺(tái)監(jiān)視器上查看和歸檔進(jìn)行趨勢(shì)分析和持續(xù)的流程改進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)還允許視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)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(jué)系統(tǒng)和傳感器提供的軟件工具來(lái)集中應(yīng)用開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理。工程師可以設(shè)置和修改視覺(jué)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(wèn)題，都沒(méi)有離開(kāi)過(guò)辦公室。這樣的工具可以很容易的新的視覺(jué)傳感器添加到現(xiàn)有線(xiàn)路或復(fù)制現(xiàn)有的視覺(jué)傳感器應(yīng)用到新的視覺(jué)傳感器重用在新的一行。

 

整合視覺(jué)，工廠網(wǎng)絡(luò)

為了實(shí)現(xiàn)這些好處，所述ID讀取或機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)必須與其他工廠自動(dòng)化設(shè)備如通過(guò)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(jué)系統(tǒng)鏈接到兼容的PLC，通過(guò)一條因特網(wǎng)電纜與其它設(shè)備，省去了復(fù)雜的布線(xiàn)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(guó)際組織定義的，并允許視覺(jué)系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)的PLC和其它工廠自動(dòng)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(dòng)程序，隨時(shí)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(dòng)化機(jī)器人和控制器的通信暢通。通常提供用于檢測(cè)圖像集成到一個(gè)中心的操作員界面的可視化選項(xiàng)的陣列。一個(gè)點(diǎn)和點(diǎn)擊配置界面用來(lái)控制從網(wǎng)絡(luò)PC多個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)以及可以讓用戶(hù)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(hù)自己的操作界面顯示出來(lái)。

新視覺(jué)系統(tǒng)的連接范圍廣，從三菱，羅克韋爾，西門(mén)子等PLC和其他自動(dòng)化設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)程序，模板和開(kāi)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(jué)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(dòng)程序，隨時(shí)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(wú)需網(wǎng)絡(luò)連接?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(xiàng)來(lái)檢查圖像，質(zhì)量數(shù)據(jù)，和交互式控件集成到一個(gè)操作員接口。一個(gè)典型的方法嵌入視覺(jué)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(huì)）可用于視覺(jué)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(lái)操作進(jìn)行監(jiān)控并記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。軟件開(kāi)發(fā)工具包可用于創(chuàng)建用于管理視覺(jué)系統(tǒng)的自定義用戶(hù)界面。

這個(gè)例子說(shuō)明了如何視覺(jué)系統(tǒng)和ID讀碼器可通過(guò)EtherNet / IP使用羅克韋爾附加配置文件（AOP）來(lái)連接。第一步是加載與視覺(jué)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(shí)別產(chǎn)品和調(diào)試他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上簡(jiǎn)單的文本文件。然后，視覺(jué)系統(tǒng)和ID讀碼器AOP是通過(guò)羅克韋爾的AOP設(shè)置實(shí)用程序加載。第三步是建立在PLC上一個(gè)新的模塊，添加一個(gè)唯一的名稱(chēng)，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(diǎn)。然后，工程師可以編寫(xiě)應(yīng)用程序，并在熟悉的羅克韋爾自動(dòng)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(hù)，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(gè)操作員舉辦鑄件而另一刀去除閃光。以前，一個(gè)操作者加載的鑄件成鋸澆道斷和一個(gè)第二操作者保持，而另一個(gè)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(kāi)發(fā)出了消除了這些困難和潛在的危險(xiǎn)任務(wù)的視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人的應(yīng)用程序。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別其中八個(gè)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(gè)階段澆道鋸。接著，將機(jī)器人從鋸取一部分，并在一個(gè)輔助夾具移動(dòng)它圍繞一個(gè)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(jué)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(yùn)行。在這個(gè)應(yīng)用中使用的機(jī)器人是一個(gè)Fanuc的S900W，客戶(hù)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(guò)因特網(wǎng)連接連接到視覺(jué)系統(tǒng)，因?yàn)樗cPLC通訊所需的協(xié)議。視覺(jué)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(jué)系統(tǒng)發(fā)送部的識(shí)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(yàn)證，跟蹤

在得克薩斯州，印花稅票必須應(yīng)用到每一個(gè)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(dòng)讀取郵票，以確保每一瓶都有印花稅票以及存儲(chǔ)在與審計(jì)目的瓶號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)其編號(hào)的過(guò)程。該應(yīng)用程序是一項(xiàng)重大的條形碼讀取的挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)以每秒一個(gè)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(dòng)程序，簡(jiǎn)化集成工作。一旦驅(qū)動(dòng)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(qǐng)中，發(fā)出命令到條形碼閱讀器來(lái)拍攝圖像，對(duì)是否檢測(cè)到條碼提供反饋，并發(fā)送條形碼號(hào)碼與三行代碼來(lái)完成的。

高效的溝通

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