工业机器人视觉技术及应用(工业机器人技术智能制造应用型人才培养系列教程)

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。

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。

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