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TwinCAT Vision 基礎(chǔ)介紹

1. TwinCAT Vision 機(jī)器視覺簡(jiǎn)介
TwinCAT Vision是用于工業(yè)圖像處理的TwinCAT 3功能。TwinCAT Vision機(jī)器視覺可以實(shí)現(xiàn)諸如直接在PLC實(shí)時(shí)內(nèi)核中處理檢測(cè)物體的識(shí)別或測(cè)量等。倍福通過將圖像處理整合到TwinCAT 3平臺(tái)中，使TwinCAT Vision能輕松實(shí)現(xiàn)多控制任務(wù)間的同步，并且整體響應(yīng)速度更快，也避免了通訊帶來的延遲和不穩(wěn)定。另外，TwinCAT Vision配合大量已有的TwinCAT功能，例如TwinCAT PLC，TwinCAT NC，TwinCAT 機(jī)器人，TwinCAT HMI等都可以極大地方便客戶開發(fā)各種視覺項(xiàng)目。

用戶使用Tc3_Vision算法函數(shù)庫直接在PLC代碼中以IEC61131-3語言對(duì)圖像處理進(jìn)行編程。也可以使用內(nèi)置的圖像顯示工具直接檢查圖像處理的中間結(jié)果。由于直接訪問圖像數(shù)據(jù)以及各種基本的和高級(jí)的圖像處理功能，使用戶高度個(gè)性化的應(yīng)用成為可能。

TwinCAT Vision具有實(shí)時(shí)性，因?yàn)閳D像處理算法直接在TwinCAT 3實(shí)時(shí)內(nèi)核中與控制器其他任務(wù)同步執(zhí)行。此外，視覺算法可以在多個(gè)內(nèi)核上自動(dòng)并行運(yùn)行，提高整體運(yùn)行效率，發(fā)揮更多的硬件潛能。

2. TwinCAT Vision 軟件結(jié)構(gòu)

TwinCAT Vision 支持鏈接外部GigE協(xié)議的工業(yè)相機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線圖像采集，也支持離線圖片分析。
在TwinCAT 3軟件平臺(tái)下，用戶可以使用基于IEC 61131-3的PLC語言，包括ST結(jié)構(gòu)化文本、LD梯形圖、SFC順序功能圖等方式進(jìn)行視覺代碼的開發(fā)。后續(xù)倍福還會(huì)陸續(xù)推出基于TwinCAT C++，MATLAB/Simulink等語言的視覺算法來滿足不同客戶的開發(fā)需求。
由于用戶編寫的視覺算法都在實(shí)時(shí)內(nèi)核中進(jìn)行演算，并且運(yùn)算結(jié)果都直接存放在內(nèi)存中，所以完全避免了以往通訊帶來的延遲和處理時(shí)間的不穩(wěn)定性。

3. TwinCAT Vision 和傳統(tǒng)機(jī)器視覺方案比較
傳統(tǒng)機(jī)器視覺方案硬件結(jié)構(gòu)：

? 需額外添加視覺系統(tǒng)處理器，光源控制器或智能相機(jī)進(jìn)行圖像處理，增加硬件成本
? 采用非實(shí)時(shí)通訊（例如TCP、UDP、ADS等）傳輸視覺處理結(jié)果，造成通訊延遲和不穩(wěn)定
? 非實(shí)時(shí)系統(tǒng)抖動(dòng)帶來不確定的運(yùn)算處理時(shí)間，拖慢設(shè)備節(jié)拍
? 不同品牌系統(tǒng)需要掌握不同的編輯開發(fā)軟件，增加人員開發(fā)成本
? 產(chǎn)線變更檢測(cè)物體或者內(nèi)容時(shí)，操作人員需停機(jī)并重新編輯流程，無法適應(yīng)柔性生產(chǎn)需求
? 無法將工藝流程控制HMI與視覺HMI進(jìn)行結(jié)合，調(diào)機(jī)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在諸多不便，用戶體驗(yàn)較差
倍福TwinCAT Vision 方案硬件結(jié)構(gòu)：

? 已有控制器中可集成視覺內(nèi)核，外部直接連接工業(yè)相機(jī)，有效降低硬件成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
? 視覺處理結(jié)果直接放在內(nèi)存中供PLC任務(wù)、運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)等進(jìn)行調(diào)用，省去通訊環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性
? 與其他控制任務(wù)一樣，視覺算法運(yùn)行在實(shí)時(shí)內(nèi)核中，穩(wěn)定快速的響應(yīng)處理時(shí)間進(jìn)一步提升設(shè)備生產(chǎn)節(jié)拍
? 對(duì)不同品牌相機(jī)采用統(tǒng)一的調(diào)試平臺(tái)，使用標(biāo)準(zhǔn)的IEC 61131-3 電氣 PLC語言進(jìn)行視覺代碼開發(fā)，縮短軟件開發(fā)周期，降低人力成本
? 可采用PLC編程中常用的配方功能等，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)操作人員快速在線切換檢測(cè)內(nèi)容，大幅減少停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率
? 支持各種高級(jí)語言或TwinCAT HMI，方便將視覺拍攝畫面直接嵌入到已有工藝控制HMI中，提升用戶操作體驗(yàn)