第1章　绪论…………………………… 1
【情境导入】………………………………… 1
【知识目标】………………………………… 1
【能力目标】………………………………… 1
【素质目标】………………………………… 1
1.1　机器视觉定义 ………………………… 2
1.2　机器视觉系统特点 …………………… 2
1.3　机器视觉发展历史 …………………… 3
1.4　工业机器人视觉功能 ………………… 6
1.4.1　引导 ……………………………… 6
1.4.2　检测 ……………………………… 7
1.4.3　测量 ……………………………… 8
1.4.4　识别 ……………………………… 8
1.5　机器视觉技术发展前沿 ……………… 9
1.5.1　3D视觉技术 ……………………… 9
1.5.2　AI机器视觉技术 ……………… 10
【练习题】………………………………… 12
第2章　视觉技术基础……………… 13
【情境导入】……………………………… 13
【知识目标】……………………………… 13
【能力目标】……………………………… 13
【素质目标】……………………………… 14
2.1　视觉成像原理 ……………………… 14
2.1.1　透镜成像原理 ………………… 14
2.1.2　坐标系及其变换 ……………… 15
2.1.3　畸变模型 ……………………… 18
2.2　数字图像基础 ……………………… 18
2.2.1　数字图像 ……………………… 18
2.2.2　颜色模型 ……………………… 20
2.2.3　图像格式 ……………………… 22
2.3　图像处理基础 ……………………… 25
2.3.1　灰度处理 ……………………… 25
2.3.2　图像二值化 …………………… 27
2.3.3　图像锐化 ……………………… 28
2.4　图像处理常用算法 ………………… 29
2.4.1　图像分割 ……………………… 29
2.4.2　边缘检测 ……………………… 30
2.4.3　特征提取 ……………………… 32
2.4.4　模板匹配 ……………………… 33
【练习题】………………………………… 34
第3章　工业机器人视觉系统……… 35
【情境导入】……………………………… 35
【知识目标】……………………………… 35
【能力目标】……………………………… 35
【素质目标】……………………………… 36
3.1　工业机器人视觉系统概述 ………… 36
3.1.1　基本组成 ……………………… 36
3.1.2　工作过程 ……………………… 37
3.1.3　相机安装 ……………………… 38
3.2　相机工作原理及应用 ……………… 38
3.2.1　相机的工作原理 ……………… 39
3.2.2　相机的主要技术参数 ………… 41
3.2.3　相机的行业应用 ……………… 45
3.3　镜头工作原理及应用 ……………… 47
3.3.1　镜头的工作原理 ……………… 47
3.3.2　镜头的主要技术参数 ………… 49
3.3.3　镜头的应用 …………………… 52
3.4　光源基础知识及应用 ……………… 54
3.4.1　光源分类 ……………………… 55
3.4.2　影响光源选择的要素 ………… 59
3.5　图像处理系统 ……………………… 62
3.5.1　嵌入式图像处理系统 ………… 62
3.5.2　基于计算机的图像处理系统 … 64
【练习题】………………………………… 66
第4章　智能视觉系统……………… 67
【情境导入】……………………………… 67
【知识目标】……………………………… 67
【能力目标】……………………………… 67
【素质目标】……………………………… 67
4.1　智能相机简介 ……………………… 68
4.1.1　系统构成 ……………………… 68
4.1.2　常用系列 ……………………… 69
4.1.3　智能相机介绍 ………………… 70
4.1.4　软件介绍 ……………………… 72
4.2　智能相机连接 ……………………… 73
4.2.1　软件安装 ……………………… 73
4.2.2　联机设置 ……………………… 73
4.3　设置图像 …………………………… 75
4.3.1　图像加载 ……………………… 75
4.3.2　触发器 ………………………… 76
4.3.3　灯光 …………………………… 77
4.3.4　图像校准 ……………………… 77
4.4　设置工具 …………………………… 78
4.4.1　定位部件 ……………………… 79
4.4.2　检查部件 ……………………… 86
4.5　配置结果 …………………………… 93
4.5.1　输入/输出 ……………………… 93
4.5.2　通信 …………………………… 94
【练习题】………………………………… 96
第5章　智能机器视觉应用实例…… 97
【情境导入】……………………………… 97
【知识目标】……………………………… 97
【能力目标】……………………………… 97
【素质目标】……………………………… 98
5.1　元件引导定位 ……………………… 98
5.1.1　实训目的 ……………………… 98
5.1.2　实训原理 ……………………… 98
5.1.3　实训步骤 ……………………… 98
5.2　硅片尺寸测量 ……………………… 101
5.2.1　实训目的 ……………………… 101
5.2.2　实训原理 ……………………… 102
5.2.3　实训步骤 ……………………… 102
5.3　药片数量统计 ……………………… 108
5.3.1　实训目的 ……………………… 108
5.3.2　实训原理 ……………………… 108
5.3.3　实训步骤 ……………………… 108
5.4　条码识别检测 ……………………… 113
5.4.1　实训目的 ……………………… 113
5.4.2　实训原理 ……………………… 113
5.4.3　实训步骤 ……………………… 113
5.5　二维码识别检测 …………………… 118
5.5.1　实训目的 ……………………… 118
5.5.2　实训原理 ……………………… 118
5.5.3　实训步骤 ……………………… 118
5.6　文字识别检测 ……………………… 122
5.6.1　实训目的 ……………………… 122
5.6.2　实训原理 ……………………… 122
5.6.3　实训步骤 ……………………… 122
【练习题】………………………………… 127
第6章　工业机器人操作基础……… 129
【情境导入】……………………………… 129
【知识目标】……………………………… 129
【能力目标】……………………………… 129
【素质目标】……………………………… 130
6.1　工业机器人概述 …………………… 130
6.1.1　工业机器人定义和特点 ……… 130
6.1.2　工业机器人分类 ……………… 130
6.1.3　工业机器人应用 ……………… 133
6.2　工业机器人主要技术参数 ………… 136
6.2.1　自由度 ………………………… 136
6.2.2　额定负载 ……………………… 137
6.2.3　工作空间 ……………………… 138
6.2.4　工作精度 ……………………… 139
6.3　工业机器人组成 …………………… 140
6.3.1　机器人本体 …………………… 140
6.3.2　控制器 ………………………… 141
6.3.3　示教器 ………………………… 143
6.4　基本操作 …………………………… 144
6.4.1　基本概念 ……………………… 145
6.4.2　手动操作模式 ………………… 145
6.4.3　工具坐标系建立 ……………… 146
6.4.4　工件坐标系建立 ……………… 146
【练习题】………………………………… 147
第7章　工业机器人编程及应用…… 149
【情境导入】……………………………… 149
【知识目标】……………………………… 149
【能力目标】……………………………… 149
【素质目标】……………………………… 149
7.1　I/O通信 ……………………………… 150
7.1.1　I/O硬件介绍 ………………… 150
7.1.2　系统I/O配置 ………………… 151
7.2　程序数据 …………………………… 152
7.2.1　常见数据类型 ………………… 152
7.2.2　数据存储类型 ………………… 153
7.2.3　程序数据操作 ………………… 153
7.3　动作指令 …………………………… 156
7.4　编程基础 …………………………… 159
7.4.1　RAPID语言结构 ……………… 159
7.4.2　程序操作 ……………………… 160
【练习题】………………………………… 163
第8章　 工业机器人视觉系统应用…
（基于以太网）…………… 165
【情境导入】……………………………… 165
【知识目标】……………………………… 165
【能力目标】……………………………… 165
【素质目标】……………………………… 165
8.1　硬件组成与连接 …………………… 166
8.1.1　硬件组成 ……………………… 166
8.1.2　工作流程 ……………………… 167
8.2　相机配置及组态编程 ……………… 168
8.2.1　相机连接及设置图像 ………… 168
8.2.2　设置工具 ……………………… 169
8.2.3　配置结果及运行 ……………… 171
8.2.4　数据接收测试 ………………… 173
8.3　工业机器人IP地址配置 …………… 175
8.4　工业机器人编程与调试 …………… 177
8.4.1　工业机器人通信编程基础 …… 177
8.4.2 功能规划与程序设计 ………… 179
8.4.3　程序调试 ……………………… 187
【练习题】………………………………… 191
第9章　 工业机器人视觉系统应用…
（基于现场总线）………… 192
【情境导入】……………………………… 192
【知识目标】……………………………… 193
【能力目标】……………………………… 193
【素质目标】……………………………… 193
9.1　网关概述 …………………………… 193
9.1.1　硬件介绍 ……………………… 193
9.1.2　支持协议 ……………………… 194
9.2　PROFINET网络配置 ……………… 194
9.2.1　PROFINET I/O协议介绍 …… 195
9.2.2　相机侧PROFINET I/O配置 … 196
9.2.3　网关侧PROFINET I/O 配置 … 196
9.3　DeviceNet现场总线配置 …………… 200
9.3.1　DeviceNet现场总线介绍 ……… 200
9.3.2　工业机器人侧DeviceNet配置 … 201
9.3.3　网关侧DeviceNet配置 ………… 202
9.4　工业机器人变量设置 ……………… 204
9.5　程序编辑 …………………………… 206
【练习题】………………………………… 208
参考文献…………………………… 210