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1、machine visionmachine vision 工厂自动化传感器工厂自动化传感器 产品目录 FS 10 2004/2005 西门子 FS 102004 年 2引言 3SIMATIC VS 110 6SIMATIC VS 120 9SIMATIC VS 130 12SIMATIC VS 130-2 17SIMATIC VS 710 20SIMATIC VS 720 24附件 26用于 VS 710 的镜头 28SIMATIC VS 710 保护外壳 29SIMATIC VS 710 操作单元 30用于 VS 720 的镜头 31用于 VS 720 的透镜 34光源设备 SIMATIC
2、机器视觉系统 西门子 FS102004 2 SIMATIC 机器视觉 Introduction 概述 SIMATIC Machine Vision 图像分析系统是一种在制造业中用于自 动光学可视检验及物体识别的系统。 保证质量、减少次品 用于制造业中自动识别物体 适合以高速状态运行 应用 随着对质量和快速生产的不断增长的需求，外观检验和产品标识 正变得越来越重要。其理由是不言而喻的： 减少不合格品数量 提供合格的产品 这些要求源自 ISO 9000 规范或其它产品责任规定。 手工外观检验 和产品标记太昂贵。同时意味着不近人情的单调工作。制造生产 率持续增长也越来越不可能再进行手工检验。 这里，
3、视觉系统提 供了一个解决方案： 自动可视化保证质量检验； 系统客观地、快速地及可靠地检验尺寸、轮廓和形状以及零件是 否出现、正确装配、位置和部件完整性，包括那些微观尺寸的物 体 （例如，芯片结构） 自动识别物体；零件自动识别在形状、尺寸、样式、颜色、编码 和字符基础上，将零件按预设的种类进行分配。 在满足以下一些条件时，SIMATIC Machine Vision 图像分析系统 具有极大的优势： 明确定义产品形状、尺寸和样式 有限数量的特征 检验区域的确定位置 被测试物体具有足够大的图像 产品和背景对比强烈 引言 西门子 FS1020043 SIMATIC 机器视觉 SIMATIC VS 11
4、0 概述 视觉传感器，用于小物体的轮廓检验 解决方案，用于监视传送带上的物体 用于监视物体类型、位置以及防损坏或者正确分类。 由于有专门的示教程序，因此调试方便；不需编程。 应用 视觉传感器 SIMATIC VS 110 可以从外观上监视传送带装置的小 零件的形状和位置是否正确，并通过 BAD 信号显示有故障的零 件。 可以进行外观检验的典型零件如下： 螺栓 螺钉 注塑零件 小型金属零件 监视以下特性： 物体类型： 为合适类型的物体分类 正确位置反馈： 对两个不同位置进行示教和分析 防止损坏或者纠正处理 背光进行外观检验。例如基于物体的阴影图像。 以下类型的设备可以用作零件的输送机系统： 振动
5、输送机 （螺旋槽和直线传送机） 传送带 工件夹具圆盘输送带 夹持装置 （搬运系统、机器人） 设计 要使用 SIMATIC VS 110 视觉传感器， 则需要以下包括在供货范围 内的零部件： 传感器头 背光，专为应用传感器头设计的 分析器单元 连接电缆 全套零件还包括 CD 光盘，它含有安装软件和组件以及装配使用 说明书。 调试时所需的唯一附加设备是一根串行电缆，该电缆用于在调节 传感器和光源过程中， 将实况图像从分析器直接传输到任何PC机 上。 传感器头 传感器头配有： CCD 芯片 （640 x 480 分辨率） 内置的、固定透镜系统 （备有两种不同的型号） 将图像数据传输到分析器装置去的数
6、字传输接口，外壳用铝制 成防护等级为 IP65。 分析器 分析器的接头可以连接： 24 V DC 电源 光源 传感器头 数字量输入和输出接口 RS 232 串行接口 设备配备： 4 行文字显示，用于操作提示 6 个按钮，用于操作单元 功能强大的数字信号处理器用于进行分析。其外壳用塑料制成， 并设计成可以安装在控制柜外。 背光 背光装置的金属外壳可以固定在机器的不同位置上。红外 LED 用 来产生闪烁的红外光。闪光的能量控制器集成在灯中。 功能 连续或者外部触发图像采集 自动选通控制系统在供货范围内 就相同 / 相似的形状， 将目前观察到的零件与所示教的参考零件 进行比较。 对各测试物体进行智能
7、化示教以替代程序编程。 将各测试结果输出到三个质量输出 OK_A （在示教位置 A 中的 合格零件） 、 OK_B （在示教位置 B 中的合格零件） 和 NOK （不合格零件或者有故障零件）。质量输出适用于直接控制气动 阀并根据脉冲持续时间和行程偏移来调节输出。 根据相同 / 相似的形状，对分析进行微调。 自动确定分析阈值 （ “Q 极限” ） 。 测试物体的容许“高度偏差” （ “Y 极限” ） 可以调节 （由于输 送机振动原因引起记录图像中的测试物体发生变化） 使用设置软件将实况图像传送到 PC 机中以支持在装配 / 调试期 间的设备正确对中。 西门子 FS102004 4 SIMATIC
8、 机器视觉 SIMATIC VS 110 操作方式 调整 在安装 SIMATIC VS 110 后， 使用包含在发货范围内的设置软件可 以容易地实现正确调整。 该软件可以安装在任意的 PC 上， 在调试 阶段将活动物体图像从传感器头传出。 示教 如果传感器头和光源装置的调整都正确，则可对物体进行示教。 在示教模式，由于可以对应用环境中监视的物体进行反复观察， 因此，VS 110 可以学会识别轮廓和优先位置。然后，它会自动确 定分析阈值、以区分合格品和不合格品。 0 - 999 个零件可用于此 目的。 分析模式 在分析方式中，每个物体的轮廓面积与储存的示教物体轮廓面积 进行比较。以确定面积的不同
9、一，并进行计算。总的面积差是指 示教物体的总面积，可判定当前物体是否与示教物体一致。为此 所设定的阈值可调。如果零件合格，则质量输出 OK_A 触发；否 则输出 NOK。 设备也可用来检测零件位置。如果当前零件与优选位置 A 中示教 的零件相符，则触发 OK_A ；如果当前物体与优选位置 B 中示教 的物体相符，则输出 OK_B。否则则输出 NOK。 编程 SIMATIC VS 110 与常规的图像处理系统不同，它没有被编程或设 定参数。而是根据它实际的不同任务进行配置。 示教过程包括 3 个或 4 个步骤。确定输送系统运行时的背景。通 过对输送机系统的观察 （在输送零件期间），分析一旦发现固
10、定 设备已自动地消除， 则可通知 SIMATIC VS 110 有一个正品零件处 在其优选位置上，并示教。必要时，可示教在第二个优选位置上 的正品零件。通过自动分析合格和不合格物体之间差别的阈值， 可中止示教。 0 - 999 个物体可用于此目的。 每个示教步骤都可以在输送机运行的状态下、用设备上的操作按 钮进行操作或者进行远程控制。 至多有 15 个 ( 可选程序 ) 可存贮在单元中并可在需要时随时由用 户或者其他的外部控制器调用。 技术规格 SIMATIC VS 110 视觉传感器 传感器头 图像捕捉CCD 芯片 “， 640 x 480 像素；自 动曝光的全帧快门 图像数据传输58 张图
11、像 / 秒，数字图像数据传输 发货型号带预调目镜，用于两个不同的视野 范围和安装位置 大测试对象物体规格 7 - 59 x 7 - 45 x 1 - 20 （宽 x 高 x 深，mm）距离：120 mm 小测试对象物体规格 4 - 35 x 4 - 25 x 1 - 10 （宽 x 高 x 深， mm）距离：8 mm 外壳压模铝外壳，黑色，阳极电镀 外形尺寸 （W x H x D） ， mm 42 x 42 x 100 防护等级IP65，符合 DIN 40050 环境温度0 - 50 机械压力 抗振性1 g (60 - 500 Hz) 抗冲击性 70 g （6 ms， 3 次冲击） 光源 光源
12、设备发光二极管， 波长 880 nm （NIR） ， 能够持续闪烁 20 - 300s，漫射光 外壳金属，有塑料漫射器 外形尺寸 （W x H x D） ， mm155.5 x 130 x39，有效灯表面为 116 x 93，多种安装方法 防护等级IP40，防护符合 DIN 40050 环境温度0 - 50 机械压力 抗振性 1 g (60 - 500 Hz) 抗冲击性 70 g （6 ms， 3 次冲击） 分析器单元 操作提示4 行文字显示和 6 个操作按钮 示教新物体 （示教）带自动阈值生成的的新示教技术 保存检测对象的数量15 种不同的类型，每种都有两个 角度可以选择，采用操作员按钮或
13、数字量输入，自动保存，防止断 电。 检验触发外部 （通过数字量输入）或自动 进行 物体的允许速度25 - 5 个物体 / 秒 （对于宽度为 4/7 - 35/59 mm 的物体） 输送机最大允许速度250 mm/s （对应于 15 m/min） 物体进给方向 外部触发 任意 对于自动触发从左到右或，从右到左 调试软件安装在 PC 机上的软件可用来调节 传感器头和光源的位置 外壳塑料，所有电缆为插入型式，可以 安装在控制箱外面。 外形尺寸 （W x H x D） ， mm 170 x 140 x 76 防护等级IP40，防护符合 DIN 40050 环境温度0 - 50 机械压力 抗振性1 g
14、(60 - 500 Hz) 抗冲击性 70 g （6 ms， 3 次冲击） 分析器单元上的接口 数字量输入， 24 V DC8 个；其中一个为可中断触发输入 用于标准二进制传感器，7 个附加 PLC 兼容控制输入端 24 V DC 数字量输出6 个；其中有 3 个质量输出 0.5 A，用于直接对气动阀门加电 （输 入 / 输出用 15 针 Sub-D 插座） 集成接口 RS 232 （9 针 Sub-D） ，用于调试 支持 光源控制 4 针环形连接器 （插座）用于供电 和触发闪烁 传感器头接口数字量接口 （26 针 Sub-D 连接器） ， 用于连接 VS110 传感器头 供电电压 额定值24
15、 V DC 允许范围20 - 30 V DC SIMATIC VS 110 视觉传感器 西门子 FS1020045 SIMATIC 机器视觉 SIMATIC VS 110 选型与订货号 最大电流消耗2.5 A，其中最大达 1.5 A 用于能连 接上的气动阀门进行供电。 SIMATIC VS 110 视觉传感器 订货号 SIMATIC VS 110 视觉传感器 物体形状成套检验包；包括一个传 感器头、光源装置、分析器和所有 电缆；以及 SIMATIC VS 110 资料 用于最大为 35 x 25 mm 的物体 (W x H) 6GF1 012-1AA 用于最大为 59 x 45 mm 的物体
16、(W x H) 6GF1 011-1AA SIMATIC VS 110 资料6GF7 011-1AA 光盘版 HMI 适配器与 PC/TS 适配器之间 的连接电缆 6ES7 901-1BF00-0XA0 RS 232/ 串口电缆线， 5 m 西门子 FS102004 6 SIMATIC 机器视觉 SIMATIC VS 120 概述 概述 视觉传感器，用于小物体的外观检验和定位 VS120 可发现和检测不同的物体和型式，例如： - 打印符号 （标签、包装等上面的产品标记） - 注塑零件， - 陶瓷零件， - . 可用于如下用途： - 确定分拣位置， - 检验生产中零件的是否存在和位置， - 检验给料系统零件的方向偏差
