1、引言

Epson调试软件带有视觉处理功能选件“Vision Guide”，其分为PV1及CV2两种。可通过VRun指令来运行一个视觉序列，VGet指令来获取所运行视觉序列的结果或属性。

Epson机器人也可通过标配的以太网接口，依照Socket（TCP/IP）通讯，配合除“Vision Guide”以外的第三方视觉完成视觉引导装配、检测或者其它与视觉相关的动作。此时，机器人通常做为客户端运行，上位机（第三方视觉、工控机或者PLC）则做为服务器。两者的区别如下图：





Epson机器人编程支持无协议通讯，用户可以自由规定所通讯数据的格式和内容。与上位机通讯时，需事先商议好通讯数据的格式。机器人程序按照设定好的分隔符来拆分接收到的字符串，获取所需的通讯数据，即为如下形式：





2、关键指令说明

以下为第三方视觉应用中所能使用的指令简单说明，详细说明请参阅“SPEL+ 语言参考”。

1）VxCalib

用于在Vision Guide以外的第三方视觉应用中，生成校准数据。

固定向下：

VxCalib 1, 2,P(11:19), P(1:9)

固定向上：

VxCalib 1, 3,P(11:19), P(1:9)

第2轴移动相机：

VxCalib 1, 4,P(11:19), P(1:9), P0

第4轴移动相机：

VxCalib 1, 5,P(11:19), P(1:9), P0

第5轴移动相机：

VxCalib 1, 6,P(11:19), P(1:9), P0

第6轴移动相机：

VxCalib 1,7,P(11:19), P(1:9), P0



2）VxCalLoad

用于加载生成的校准数据。

VxCalLoad "MobileJ2.caa"



3）VxCalSave

用于保存生成的校准数据。

VxCalSave "MobileJ2.caa"



4）VxCalDelete

用于删除生成的校准数据。

VxCaldelet "MobileJ2.caa"



5）VxCalInfo

用于返回生成校准数据的结果。





6）VxTrans

用于转换接收到的第三方视觉的坐标，生成机器人实际运动坐标。





3、标定（校准）由第三方视觉完成的情况

通常为了避免调试时不确定性，建议Epson机器人配合使用第三方视觉时，标定由第三方视觉完成。



1）使用方法

机器人接收实际的坐标数值，完成相应的引导动作。此种情况下机器人侧的程序相对比较简单，只需要做一些数据的拆分处理即可。



2）参考程序





4、标定(校准)由机器人完成

当所用第三方视觉只能给出像素坐标，或者不能完成机器人标定工作。标定的工作只能由机器人来完成，该种情况通常在使用一些视觉传感器、低端系列的智能相机或者第三方视觉的标定算法误差较大时发生。



1）使用方法

Epson机器人自带第三方视觉标定算法，使用时相对较为复杂，程序的编写也具有一定的难度。所以在第三方视觉可以完成标定算法的前提下，是不推荐在Epson机器人这侧做标定的。



2）准备工作

①在软件命令运行窗口使用Motor On及Pulse指令，或者再机器人管理器→控制面板→电机“MOTOR ON”→回起始位，确认机器人的原点位置是否正确。如不正确，请重新调整原点，或检查机器人与控制器的序列号是否配套。

②按照事先预估的相机视野范围大小，打印如下样式的九宫格标定纸。其不一定要是等距离的九宫格，但是方向一定要是“上左→上中→上右→中右→中中→中左→下左→下中→下右”。

通常相机像素的长宽比为4:3，所以再绘制标定纸时边界大小可按照4:3的比例绘制。标定纸的大小应当尽量撑满整个相机视野范围，并且保证在机器人的运动范围内。打印时尽量选用打印较为清晰的打印机，打印的纸张需较为平整。



③将上一步打印出来的标定纸，尽量与实际工作面放在一个垂直高度上。检查相机安装是否稳固，调整相机镜头的光圈与焦距，光源的亮度，使得标定纸上的内容在相机视野内清晰可见，特征点明显，图像无噪点。

④制作机器人工具坐标校准工具，其一般为在机器人的末端工具上安装一个尖针，以便于对准标定纸上的特征点位置。如下图为参考样式：





3）相机的安装方式

①独立相机：相机的坐标与机器人无关，由于机器人不需要动作，故以下不对该安装方式做说明。

②固定安装：分为固定向下和固定向上两种方式，该安装方式相机无法移动，拍摄范围相对较小。通常视觉拍照处理与机器人运动可以并行运行，故此安装方式的节拍时间相对较小。

③移动安装：分为J2、J4、J5、J6四种，相机跟随机器人运动，可以获得一个相对较大的拍摄范围。相机拍照前，机器人一般需要一定的静止时间来停稳不晃动，以此来使得相机的图像清晰不模糊。故此安装方式相对节拍时间较长，精度也相对较差（因为机器人本身具有定位精度，移动相机的整体精度叠加了机器人的定位精度）。



4）标定步骤

相机安装方式的不同，标定的步骤及方式也不同，具体如下：



4.1）固定向下相机

①准备九宫格标定纸，并在机器人末端安装校准工具。

②以末端工具来示教工具坐标Tool n。

③按照九宫图的顺序，在Tooln下，使得机器人末端工具依次对准9个位置，并保存点位置（如保持到P1-P9）中。

④移开机器人，相机拍照识别九宫图上的9个点的像素坐标，同样按照九宫图顺序，将其像素坐标的X、Y依次保存到点位置（如P11-P19）中。

⑤使用如下指令生成校准文件，并保存该校准文件。

VxCalib 1,2,P(11:19),P(1:9)



4.2）固定向上相机

①机器人可以在相机视野中移动，不需要九宫图标定纸。

②在机器人末端工具上找一个相机容易识别的、***的特征点，建议是圆形、圆孔，或者机器人末端工具抓取需要识别的工件，在工件上找特征。

③使用机器人管理器中的工具向导，根据提示，在相机视野中，示教工具坐标Tool 。

④按照九宫格的顺序，依次将特征点移动到相机视野中相应的位置，共移动9次，并在Tool n下保存机器人位置到P1-P9。同时视觉依次抓取9个特征点的中心像素值，记录为P11-P19

⑤使用如下指令生成校准文件，并保存该校准文件。

VxCalib 1,3,P(11:19),P(1:9)



4.3）移动相机

①在机器人末端安装校准工具，并在相机视野内，找一个视觉容易识别且***的特征点。

②以末端工具来示教工具坐标Tool n。

③将治具末端对准特征点，在Tool n下保存该位置为P0

④在Tool 0下，将相机移动到特征点上方，让特征点按照九宫图顺序运动，并记录每个位置的机器人坐标为P1-P9。

⑤以上每走一个位置时，相机抓取该特征点的中心像素值，依次记录到P11-P19。

⑥使用如下指令生成校准文件，并保存该校准文件。

VxCalib 1,4,P(11:19),P(1:9),P0 ------J2安装相机

VxCalib 1,5,P(11:19),P(1:9),P0 ------J4安装相机

VxCalib 1,6,P(11:19),P(1:9),P0 ------J5安装相机

VxCalib 1,7,P(11:19),P(1:9),P0 ------J6安装相机



5）参考程序

①校准程序





②运行程序









5、结论

1）关于校准结果

使用VxCalInfo返回校准结果时，请务必保持下图中数值尽可能小的，其越小代表校准出来的精度越高。



当某一个或者多个数值过高时，请重复标定流程。一般造成造成误差过大***可能的原因为，像素坐标输入错误，或者校准工具未对好特征点中心。



2）关于标定程序

标定程序通常该程序，只需要运行一遍。在机器人正常运行时，只要机器人的安装位置，相机的安装位置、镜头和光源，或者与之相关的结构件未做改动时，无需再次运行。



3）关于服务器和客户端

机器人与上位机在做通讯时，尽量不要使得机器人做服务器，这样做会相当占用机器人内部运行的资源。

当机器人作为服务器，上位机作为客户端时。重启机器人程序，上位机对应的通讯程序通常也

需要重新启动。若是机器人程序正常运行，上位机程序重启，则机器人程序并不需要重新启动。

当机器人作为客户端，上位机作为服务器时。重启机器人程序，上位机对应的通讯程序不需要重亲启动。若是机器人程序正常运行，上位机程序重启，则机器人可以写程序自动重新连接。





4）使用交换机或者路由器

当使用具有交换机功能的网络设备时，工控机、PLC、机器人或者相机等设备需要插在交换机的普通接口上，不可插在级联接口上。







当使用具有路由器功能的网络设备时，路由器未特殊配置成交换机模式。当遇到机器人做客户端，工控机或者PLC做服务器无法建立通讯连接，但是单独与TCP调试助手测试可以连接时，可尝试将工控机或者PLC的网线插到路由器的WAN口，机器人、相机等接口LAN口。



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