2023年高职机器视觉系统应用任务书5-大豆分选(赛项赛题).docx
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1、2023 年全国职业院校技能大赛高职组“机器视觉系统应用”赛项2023 年全国职业院校技能大赛机器视觉系统应用大豆计数及色选分拣总时间:480 分钟工作任务书场次号:工位号:留意事项一、本任务书共 19 页,另附机器视觉组件清单、样品清单和工具清单、接线定义和下位机协议。如消灭缺页、字迹不清等问题,请准时向裁判示意,进展任务书的更换。二、在竞赛前务必对各机器视觉组件和图形化编程软件平台生疏, 竞赛的娴熟程度都将计入评分标准。三、在完成工作任务的全过程中,严格遵守光学或电气组件的相关操作要求,接线前肯定要看清引脚定义和电压要求。四、不得擅自更改设备已有器件位置和线路,假设现场设备安装调试有疑问,
2、须经设计人员赛场裁判同意前方可修改。五、竞赛过程中,参赛选手认定竞赛设备的器件有故障,可提出更换,器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时,每次扣参赛队 1分;假设因人为操作损坏器件,酌情扣 5-10 分;后果严峻者如导致相机、光源、PLC 等烧坏,本次竞赛成绩计 0 分。六、所编的机器视觉程序必需保存到本机的“D: 场次号-工位号”文件夹下,场次号和工位号以现场抽签为准。七、参赛选手在完成工作任务的过程中,不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。八、竞赛完毕后,参赛选手需要将任务书以及现场发放的图纸、资料、草稿纸等材料一并上交,不得带离赛场,同时元器件要按最开头的摆放要求复原。请按要求在
3、8 个小时内完成以下工作任务:一、依据本任务供给的相机区分率默认为检测精度要求,从设备供给的一组机器视觉相机、镜头和光源中选择适宜的型号,完成选型并在合理的位置完成安装和接线。完成选型设计报告,并记载安装结果。二、依据大豆样品的尺寸和初始状态的区域要求完成视野调焦和镜头对焦的选择对焦方式可以选择调整镜头的对焦环,也可以掌握Z 轴完成整体工作距离的调整。三、在开头配置摆拼流程前创立配置文件名称:场次号-工位号四、通过标定板,完成单幅视野的标定,并保存标定结果。注意:前期假设规划视野没有考虑标定板的尺寸,可能前期的视野设置不合理需要重调整视野大小。四、选择合理的手眼标定工具,完成图像坐标与运动坐标
4、的统一, 本保存在配置文件中。五、依据任务书工程要求翻译成程序语言,通过图像化编程软件完成流程配置并对每个工具合理化设置参数。六、大豆和异物为混合在一起的无序状态,要求分别识别出大豆和异物,分别统计数量,并找出它们的坐标,由机械手分别将大豆和异物分拣出来,并放置在指定的物料盒。七、需要测量出以下数据:大豆平均单粒面积、大豆平均单粒周长、大豆平均单粒最大包络直径具体见任务书要求。注 1:本次工作任务请在机器视觉应用设备上完成,竞赛前要娴熟设备使用说明书和软件用户手册。操作过程中,须遵守安全操作规程和职业素养要求的相关规定。注 2:考试过程中不允许带入 U 盘或其他可储存设备。注 3:程序简单的状
5、况下每完成局部编程需要记得先保存配置。竞赛工作任务说明书一、平台硬件、软件组成说明竞赛任务平台的硬软件说明详见平台技术说明书及视觉软件使用说明。这里的硬件只包含了为完本钱工作任务所需要的硬件,全部硬件都包含在工作台设备内。为完本钱次工作任务,全部涉及到硬件都在本工作台设备内选择。一工控机设备供给一台工控机,竞赛所需的软件和驱动均已经提前预装, 用于通讯接收的电脑由赛会供给。二视觉硬件1、相机相机规格有:130 万和 500 万像素的彩色、黑白相机共 3 个,具体参数见附录一。依据被测件的实际大小、测量精度要求选择适宜区分率的相机。相机有连续拍摄、软件触发和硬件触发模式,依据测试流程要求需要设置
6、相机为触发模式。2、镜头镜头型号规格有:焦距 12cm,25cm,35cm 的定焦镜头和 0.3X的远心镜头,具体参数见附录一。依据被测件实际尺寸、相机安装的位置协作,在满足工作距离, 视野,区分率等要求下选择适合的镜头。3、光源光源型号规格有:背光,环形光三个环形可以组合成 AOI 光源,同轴光等光源,具体参数见附录一。依要求分别选择最适宜的光源,选择标准是可满足色选、测量、定位精度要求。依据大豆/异物色选、检测,定位的需要,在安装方式和安装空间位置允许的状况下可以多个光源同时组使用。4、标定板依据相机工作距离和视野选择适宜尺寸的标定板,具体参数见附录一;依据检测需求选择标定方式,选择标定板
7、;为满足检测要滶,可能需要选择多种标定方式和标定板组合使用, 完成系统的标定要求。三线缆相机线缆:分别有数据线、电源线和信号掌握线是同一根线; 光源线缆、触发线;RS232 通讯线默认已经与 PC 连接; 网络通讯线缆;留意:各类型线缆在设备上都有专用的接口,需要提前安排好对应的物理接口。四运动掌握硬件PLC:掌握运动平台运动,并可指定I/O 输出点位,完成相机触发拍照光源频闪;运动平台,X 轴、Y 轴、Z 轴、 轴。留意:本任务所需的旋转轴 是扩展轴,初始状态放在下层的收纳柜中,需要选手按附录六: 旋转轴的安装及接线说明完成平台的搭建二、软件功能及编程说明在视觉编程软件中,请参赛选手承受图形
8、化编程软件,需要学员依据检测要求完成软件流程的设计。图形化编程首先需要依据需求完成成工具的选择,根本的流程如以下图所示,留意为了主程序的流程相对简洁,以下图的 3、4、5 工具均是承受工具组模式,里面包含了多个工具。假设打包工具组参考软件使用手册。主要的工具列表:支持多用户模式、工具组有无/正反检测、颜色/位置推断、定位、2D 尺寸测量、ID 识别、字符识别2023 年全国职业院校技能大赛高职组“机器视觉系统应用”赛项模式匹配、特征匹配、圆查找、Blob、卡尺工具、边缘查找、边缘交点等点线测量、线圆测量、线线测量、圆拟合、直线拟合、像素统计、直方图工具、组合工具等点阵标定、N 点标定、棋盘标定
9、等支持单相机及多相机对位,支持 XY、XYY、UVW、SCARA 等多种平台类型转灰度图、图形计算、通道分别、颜色提取、颜色分别、图像融合、图像预处理、形态学、阈值化等条件检测、格式化、字符比较、点集、耗时统计等OCR、条码识别、二维码识别等支持 Modbus、TCP/IP、RS232/485、4G/5G 模块等三、标定说明及运动位置校准标定板选择适宜的标定工具,使用 N 点标定方式,对相机进展标定, 把图像坐标转成设备坐标系统,并得出像素当量;选择适宜的手眼标定工具,统一设备坐标系统与相机坐标系统。四、竞赛任务大豆计数及色选分拣本次竞赛完成大豆计数及色选分拣,大豆样本数量 1 套,规格:20
10、23 年全国职业院校技能大赛高职组“机器视觉系统应用”赛项彩色,大小:8cm x 8cm;平台料盘一个,平台料盘上有三个区域, 分别是样品区,大豆放置区,异物放置区。料盘总尺寸长:18cm,宽: 18cm,具体如以下图:异物放置盒大豆放置盒大豆异物混合样本盒一检测及测量任务大豆及异物为无序混合状态。检测任务为:1. 识别出大豆/异物,并分别统计各自的数量。2. 测量大豆平均单粒面积、大豆平均单粒周长、大豆平均单粒最大包络直径。3. 计算出大豆/异物坐标。二测量任务编写视觉和运动掌握程序,掌握运动吸嘴将大豆/异物从样品盒2023 年全国职业院校技能大赛高职组“机器视觉系统应用”赛项吸起,依据指布
11、局图放置到对应放置区;要求不得错放,不得漏放。五、竞赛任务流程步骤参考一主要步骤1、硬件选型安装接线相机、镜头、光源安装位置适宜,安装稳固;镜尖对焦环,光圈环顶丝锁紧不松动,无错装漏装现象;走线正确标准、干净、结实;物理接口选择正确。输出选型计算报告,绘制系统原理图和接线图,记录参数设置、安装结果。2、视觉软件的 PLC 掌握工具运行测试掌握 X,Y.Z 轴移动料盘,设置适宜的拍照位置; 输出 I/O 电信号正常。3、光源掌握工具运行测试连接光源掌握器正常,能掌握多个光源亮灭; 能设置各个光源不同的亮度值;协作 PLC 工具,实现光源频闪功能正常。4、相机工具运行测试测试相机能正常连接,协作
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