基恩士视觉相机与西门子1500PLC通讯

时间：2022-11-28

实现的功能及应用的场合

基恩士CV-X320A视觉控制系统可用于工业现场中的检测和定位。检测一般用于检测物料的缺陷、有无、颜色、扫码等。而定位一般则和机械手联合用于给机械手作校正实现抓取放置的功能。本次我们介绍的是使用CV-X320A控制配CA-200M实现对雅马哈四轴机器人的抓取纠正。

控制器面板介绍

此次项目中使用的控制器CV-320A的面板见下图，具体的控制器上各个接口的作用如下图所示：

面板上的电源接口用来外接24V电源和地线，用于给控制器供电。以太网接口可用于连接PLC或连接到交换机与主站进行通讯。RS232C用于和机器人之间连接通讯，一般用于在调试时的联机。面板上的CAMERA接口则是控制器连接相机的接口，图中有两个接口说明该控制器可连接两组相机。MONITOR接口是控制器连接显示屏的接口，用于**连接时设置端口及IP地址名称。

软硬件介绍

3.1 CV-X320A控制器接线说明

3.2 电路图

3.3 软件介绍

CV-X340控制器使用的软件有两种。一种是CV-X Series Simulation-Software，该软件是控制器的模拟软件，可用来模拟控制器大部分功能。还有一种是CV-X Series Terminal-Software。该软件是实时监控软件，也是我们在调试时使用较多的，可通过该软件对控制器进行实时监控和更改设置。要注意的是前者需要基恩士提供的激活码。下面我们来介绍下控制器的使用方法：

①首先选择工作类别，如上图所示，这里我们选择使用机械手视觉设定。

②进去后选择自动设定，然后条件快门速度和敏感度以及焦距来使得相机获得的视野内的工件清晰可见以及黑白分明。

③然后选择校正。机械手设定可不进行，因为我们使用的是半自动的方式进行的校准。下面校准的步骤可参看《手部相机Robot功能说明书》。

实现功能步骤

4.1 与PLC的组态通讯连接

此次项目所采用的的通讯方式为与西门子S7-1500PLC的Profinet通讯，首先需要去官网下载CV-X320A控制器的GSD文件，网址为：

>/support/user/cv-x/code/

下载好后打开博图进行GSD文件的安装。然后在设备组态中搜索CVX将其拖入组套网络中。控制器与PLC之间的IO点是经过映射来交换信息的，可以从下图中得出具体的IO分配图。由图中可看出IB1000-IB1287对应视觉控制器输出的0012-0299。同理PLC的Q点也是如此。

硬件组态图

4.2 PLC编程介绍

下面我就截取一部分程序来做一个PLC与控制器的控制连接介绍。

上图的程序中ID1036 ID1040 ID1044分别是视觉拍照后输出给PLC的值，这三个值分别代表机器人纠正后移动的坐标。将这三个值转换为实数后除以1000（除以1000是因为控制器输出的坐标相对于实际来说扩大了1000倍）。

上面的经过处理后的值取其高16位再处理然后将最后的值输出给机器人，然后在机器人程序中赋值给坐标轴。

具体的数据处理方法为比较取出的高16的整数值是否为正：

①若为正数则将这个值直接给机器人不做处理；

②若该值为负数则将该值进行求**值同时输出一个信号给机器人，机器人在收到这个信号时对该值进行一个*-1的运算（之所以不直接输出负值给机器人是因为该机器人存储数据是将其存储为一个有符号的十进制数，如果接受到的是负值则机器人内所部会将其转换为一个有符号的十进制数来直接存储，这样的话存储的值和我们需要存储的数值会是两个不同的数值，所以在传给机器人时需要先判断其值的正负）。

项目通用性总结

总结一下使用视觉主要的功能是用于配合机器人的抓取，围绕着这个来我们所要做的事情其实就是将视觉的坐标与机器人的坐标进行一个统一。这个坐标统一的功能在视觉控制器里就是校正。将这一步做完后添加一个抓取的功能，然后在输出设定中添加需要的参数。比如我需要的值就是抓取的坐标，这样选择后控制器输出值给PLC然后PLC进行数据的处理输出给机器人控制器。这样的话就能实现一个利用视觉来纠正机器人位置的功能了。

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