工业机器人视觉技术及应用

校企合作教材,哈工大工业机器人集团全力打造,中国工程院院士蔡鹤皋、中国科学院院士韩杰才双院士倾力推荐。
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霰学会 (主审) 张明文 (作者)

关于本书的内容有任何问题,请联系 刘晓东

本书图文并茂,通俗易懂,实用性强,内容涵盖工业机器人视觉技术的基本原理及行业应用,理论与实践结合,并配有教学课件及视频素材、教学参考与拓展资料等,既可以作为普通高校及中高职院校机电一体化、电气自动化及机器人等相关专业的教学和实训教材,以及工业机器人视觉培训机构培训教材,供从事相关行业的技术人员作为参考。

特别说明


内容摘要

本书主要讲述机器视觉基础知识、工业机器人与机器视觉系统如何通信。本书共9章,分别为绪论、视觉技术基础、工业机器人视觉系统、智能视觉系统、智能机器视觉应用实例、工业机器人操作基础、工业机器人编程及应用、工业机器人视觉系统应用(基于以太网)、工业机器人视觉系统应用(基于现场总线)。
本书图文并茂、通俗易懂、实用性强,既可以作为高等院校机电一体化、电气自动化及工业机器人技术等相关专业教材,又可作为工业机器人培训机构培训教材,也可供从事相关行业的技术人员参考。

目录

第1章 绪 论 / 1
1.1 机器视觉定义  / 1
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  /  5
1.4.1 引导  /  6
1.4.2 检测 / 7
1.4.3 测量 / 7
1.4.4 识别 / 8
1.5 机器视觉技术发展前沿 / 8
1.5.1 3D视觉技术 / 9
1.5.2 AI视觉技术 / 10
思考题 / 11
第2章 视觉技术基础 / 12
2.1 视觉成像原理 / 12
2.1.1 透视成像原理 / 12
2.1.2 坐标系及其变换 / 14
2.1.3 畸变模型 / 16
2.2 数字图像基础 / 17
2.2.1 数字图像 / 17
2.2.2 颜色模型 / 19
2.2.3 图像格式 / 21
2.3 图像处理基础 / 24
2.3.1 灰度处理 / 24
2.3.2 图像二值化 / 26
2.3.3 图像锐化 / 27
2.4 图像处理常用算法 / 28
2.4.1 图像分割 / 28
2.4.2 边缘检测 / 29
2.4.3 特征提取 / 31
2.4.4 模板匹配 / 32
思考题 / 33
第3章 工业机器人视觉系统 / 35
3.1 工业机器人视觉系统概述 / 35
3.1.1 基本组成 / 35
3.1.2 工作过程 / 37
3.1.3 相机安装 / 37
3.2 相机工作原理及应用 / 38
3.2.1 相机的工作原理 / 38
3.2.2 相机的主要技术参数 / 40
3.2.3 相机的行业应用 / 44
3.3 镜头工作原理及应用 / 46
3.3.1 镜头的工作原理 / 46
3.3.2 镜头的主要技术参数 / 48
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 / 54
3.4.2 光源影响要素 / 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 / 63
思考题 / 65
第4章 智能视觉系统 / 66
4.1 智能相机简介 / 66
4.1.1 系统构成 / 67
4.1.2 常用系列 / 67
4.1.3 智能相机介绍 / 68
4.1.4 软件介绍 / 70
4.2 智能相机连接 / 71
4.2.1 软件安装 / 71
4.2.2 联机设置 / 73
4.3 设置图像 / 74
4.3.1 图像加载 / 74
4.3.2 触发器 / 75
4.3.3 灯光 / 76
4.3.4 图像校准 / 76
4.4 设置工具 / 77
4.4.1 定位部件 / 78
4.4.2 检查部件 / 85
4.5 配置结果 / 92
4.5.1 输入/输出 / 92
4.5.2 通信 / 93
思考题 / 95
第5章 智能机器视觉应用实例 / 96
5.1 元件引导定位 / 96
5.1.1 实训目的 / 96
5.1.2 实训原理 / 96
5.1.3 实训步骤 / 96
5.2 硅片尺寸测量 / 99
5.2.1 实训目的 / 99
5.2.2 实训原理 / 100
5.2.3 实训步骤 / 100
5.3 药片数量统计 / 106
5.3.1 实训目的 / 106
5.3.2 实训原理 / 106
5.3.3 实训步骤 / 106
5.4 条码识别检测 / 111
5.4.1 实训目的 / 111
5.4.2 实训原理 / 111
5.4.3 实训步骤 / 111
5.5 二维码识别检测 / 116
5.5.1 实训目的 / 116
5.5.2 实训原理 / 116
5.5.3 实训步骤 / 116
5.6 文字识别检测 / 120
5.6.1 实训目的 / 120
5.6.2 实训原理 / 120
5.6.3 实训步骤 / 120
思考题 / 125
第6章 工业机器人操作基础 / 126
6.1 工业机器人概述 / 126
6.1.1 工业机器人定义和特点  / 126
6.1.2 工业机器人分类 / 127
6.1.3 工业机器人应用 / 130
6.2 工业机器人主要技术参数 / 132
6.2.1 自由度 / 132
6.2.2 额定负载 / 133
6.2.3 工作空间 / 135
6.2.4 工作精度 / 135
6.3 工业机器人组成 / 136
6.3.1 机器人本体 / 137
6.3.2 控制器 / 138
6.3.3 示教器 / 139
6.4 基本操作 / 141
6.4.1 基本概念 / 141
6.4.2 手动操作模式 / 143
6.4.3 工具坐标系建立 / 144
6.4.4 工件坐标系建立 / 144
思考题 / 145
第7章 工业机器人编程及应用 / 146
7.1 I/O通信 / 146
7.1.1 I/O硬件介绍 / 146
7.1.2 系统I/O配置 / 147
7.2 程序数据 / 148
7.2.1 常见数据类型 / 149
7.2.2 数据存储类型 / 149
7.2.3 程序数据操作 / 150
7.3 动作指令 / 152
7.4 编程基础 / 155
7.4.1 RAPID语言结构 / 155
7.4.2 程序操作 / 157
思考题 / 160
第8章  工业机器人视觉系统应用(基于以太网) / 161
8.1 硬件组成与连接 / 161
8.1.1 硬件组成 / 161
8.1.2 工作流程 / 162
8.2 相机配置及组态编程 / 163
8.2.1 相机连接及设置图像 / 163
8.2.2 设置工具 / 164
8.2.3 配置结果及运行 / 167
8.2.4 数据接收测试 / 169
8.3 工业机器人IP地址配置 / 170
8.4 工业机器人编程与调试 / 172
8.4.1 工业机器人通信编程基础  / 173
8.4.2 功能规划与程序设计 / 175
8.4.3 程序调试 / 183
思考题 / 187
第9章  工业机器人视觉系统应用(基于现场总线) / 188
9.1 网关概述 / 189
9.1.1 硬件介绍 / 189
9.1.2 支持协议 / 190
9.2 PROFINET网络配置 / 190
9.2.1 PROFINET I/O协议介绍  / 191
9.2.2 相机侧PROFINET I/O配置 / 191
9.2.3 网关侧PROFINET I/O 配置 / 192
9.3 DeviceNet现场总线配置 / 196
9.3.1 DeviceNet现场总线介绍  / 196
9.3.2 工业机器人侧DeviceNet配置 / 197
9.3.3 网关侧DeviceNet配置 / 198
9.4 工业机器人变量设置 / 200
9.5 程序编辑 / 201
思考题 / 203
参考文献 / 204

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作者介绍

张明文,工程师,2010年毕业于哈尔滨工业大学机器人研究所,师从中国工程院院士蔡鹤皋、 “十三五”国家863计划机器人技术主题专家组组长赵杰教授。 王璐欢,金鸡湖双百人才,全国机械行业首届工业机器人职业技能竞赛命题专家兼评委,现任苏州耕致智能科技有限公司总经理。

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