2023年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用》賽項(xiàng)樣題1

2023年廣西職業(yè)院校技能大賽

高職組《機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用》賽項(xiàng)

樣題1

（總時(shí)間：210分鐘）

工

作

任

務(wù)

書(shū)

場(chǎng)次號(hào)：__________工位號(hào)：________

2023年廣西職業(yè)院校技能大賽高職組“機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用”賽項(xiàng)

注意事項(xiàng)

一、本任務(wù)書(shū)共30頁(yè)，包括附錄七項(xiàng)（分別為視覺(jué)硬件及參數(shù)

列表，相機(jī)的接線定義，分辨率及焦距計(jì)算公式，光源控制的接線說(shuō)

明，光源控制器通訊協(xié)議，旋轉(zhuǎn)軸的安裝及接線說(shuō)明，相機(jī)、鏡頭、

光源的選型計(jì)算報(bào)告）。如出現(xiàn)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向裁

判示意，進(jìn)行任務(wù)書(shū)的更換。

二、在比賽前務(wù)必對(duì)各機(jī)器視覺(jué)組件和圖形化編程軟件平臺(tái)熟悉。

三、本次工作任務(wù)請(qǐng)?jiān)跈C(jī)器視覺(jué)應(yīng)用設(shè)備上完成，比賽前要熟悉

設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)和軟件用戶手冊(cè)。操作過(guò)程中，須遵守安全操作規(guī)程

和職業(yè)素養(yǎng)要求的相關(guān)規(guī)定。

四、在完成工作任務(wù)的全過(guò)程中，嚴(yán)格遵守光學(xué)或電氣組件的相

關(guān)操作要求，接線前一定要看清引腳定義和電壓要求。

五、不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路。

六、競(jìng)賽過(guò)程中，參賽選手認(rèn)定競(jìng)賽設(shè)備的器件有故障，可提出

更換，更換下的器件將由裁判組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。若器件經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是

功能齊全，且沒(méi)有故障的情況下，每次扣參賽隊(duì)1分。若因人為操作

損壞器件，酌情扣5-10分，嚴(yán)重的經(jīng)裁判組商議，中止選手比賽。

七、完成的機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目必須保存到本機(jī)的“C:\廣西職業(yè)院校

技能大賽\KImage\Product\日期-場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)（例：20230328-1-

1）”文件夾下。場(chǎng)次號(hào)、賽位號(hào)以現(xiàn)場(chǎng)抽簽為準(zhǔn)。

七、任務(wù)完成后選手請(qǐng)自行將視覺(jué)項(xiàng)目文件拷貝至U盤(pán)的“E:\

廣西職業(yè)院校技能大賽\視覺(jué)項(xiàng)目\日期-場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)（例：

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20230328-1-1）”文件夾下。

請(qǐng)將生成的數(shù)據(jù)文件保存至U盤(pán)的“E:\廣西職業(yè)院校技能大賽

\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\檢測(cè)數(shù)據(jù).csv”。

請(qǐng)將相機(jī)配置標(biāo)定的截圖保存至U盤(pán)的“E:\廣西職業(yè)院校技能

大賽\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\配置標(biāo)定.docx”。

以上文件詳細(xì)要求請(qǐng)參照競(jìng)賽任務(wù)描述。

八、考試過(guò)程中不允許自帶U盤(pán)或其他可儲(chǔ)存設(shè)備，賽場(chǎng)統(tǒng)一配

備U盤(pán)。

九、參賽選手需及時(shí)保存相關(guān)程序及數(shù)據(jù)，競(jìng)賽過(guò)程中因設(shè)備死

機(jī)和意外情況需要重啟而造成未保存數(shù)據(jù)丟失的，由選手自行承擔(dān)。

大賽補(bǔ)時(shí)只補(bǔ)從關(guān)電到操作系統(tǒng)重啟完成時(shí)間（不包括應(yīng)用軟件）。

參賽選手在程序復(fù)雜的情況下每完成部分編程需要記得先保存配置。

十、參賽選手在完成工作任務(wù)的過(guò)程中，不得在任何地方標(biāo)注學(xué)

校名稱、選手姓名等信息，違反規(guī)定者取消比賽成績(jī)。

十一、比賽結(jié)束后，參賽選手需要將任務(wù)書(shū)以及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放的圖紙、

資料、草稿紙、U盤(pán)等材料一并上交，不得帶離賽場(chǎng)。

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競(jìng)賽工作任務(wù)說(shuō)明書(shū)

一、平臺(tái)硬件、軟件組成說(shuō)明

競(jìng)賽任務(wù)平臺(tái)的硬、軟件說(shuō)明詳見(jiàn)平臺(tái)技術(shù)說(shuō)明書(shū)及視覺(jué)軟件使

用手冊(cè)。完成競(jìng)賽工作任務(wù)書(shū)所需的全部硬件，都包含在工作臺(tái)所提

供設(shè)備內(nèi)，選手要使用的全部器件，只能在本工作臺(tái)提供的設(shè)備內(nèi)選

擇。

（一）、工控機(jī)

設(shè)備中包含一臺(tái)工控機(jī)，比賽所需的軟件和驅(qū)動(dòng)均已經(jīng)提前預(yù)裝。

（二）、視覺(jué)硬件

1、相機(jī)

可選擇相機(jī)共四個(gè)，編號(hào)分別為相機(jī)A，相機(jī)B，相機(jī)C，3D相

機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)附錄一。依據(jù)檢測(cè)區(qū)域的實(shí)際大小、測(cè)量精度要求

（在競(jìng)賽任務(wù)描述中給出）選擇好相機(jī)。

2、鏡頭

可選擇鏡頭共四個(gè)，分別為：定焦12mm鏡頭，定焦25mm鏡頭,

定焦35mm鏡頭，放大倍率為0.3倍的遠(yuǎn)心鏡頭，具體參數(shù)見(jiàn)附錄一。

依據(jù)被測(cè)物尺寸、相機(jī)安裝位置，在滿足工作距離，視野范圍，分辨

率的要求下選擇鏡頭。

3、光源

可選擇光源共五個(gè)，編號(hào)分別為：小號(hào)環(huán)形光源、中號(hào)環(huán)形光源、

大號(hào)環(huán)形光源、同軸光源、背光光源。注意，三個(gè)環(huán)形可以組合成AOI

光源。具體參數(shù)見(jiàn)附錄一。依據(jù)任務(wù)書(shū)的需要，在安裝方式和安裝

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空間位置允許的情況下，可根據(jù)實(shí)際需要，選擇多個(gè)光源同時(shí)組合使

用。

4、標(biāo)定板

依據(jù)相機(jī)視野范圍選擇合適尺寸的標(biāo)定板，具體參數(shù)見(jiàn)附錄一；

依據(jù)檢測(cè)需求選擇標(biāo)定方式，選擇標(biāo)定板；為滿足檢測(cè)要求，可以選

擇多種標(biāo)定方式和標(biāo)定板組合使用，完成系統(tǒng)的標(biāo)定要求。

（三）、線纜

相機(jī)線纜：2D相機(jī)USB數(shù)據(jù)線一根、3D相機(jī)數(shù)據(jù)線一根、GigE

電源線（含觸發(fā)和輸出信號(hào)）一根、千兆網(wǎng)相機(jī)通訊線一根（帶鎖）、

網(wǎng)絡(luò)通訊線一根（3米扁線）、光源延長(zhǎng)線一根；（注意：RS232通

訊線默認(rèn)已經(jīng)與PC連接）。

（四）、運(yùn)動(dòng)控制硬件

PLC：控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，控制光源亮滅；

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)：X軸、Y軸、Z軸、θ軸。（注意：旋轉(zhuǎn)軸θ是擴(kuò)展

軸，放置在機(jī)器視覺(jué)工具箱中，需要選手按附錄六：旋轉(zhuǎn)軸的安裝及

接線說(shuō)明完成平臺(tái)的搭建）。

（五）、氣動(dòng)硬件

提供三種吸嘴，規(guī)格為：SP-06、SP-08、SP-10，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求正

確選擇吸嘴。

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二、軟件功能及編程說(shuō)明

參賽選手將使用圖形化編程軟件，需根據(jù)檢測(cè)要求，需提前完成

軟件流程設(shè)計(jì)。

圖形化編程首先需要根據(jù)需求完成工具的選擇，基本的流程如下

圖所示，為了使配置的流程相對(duì)簡(jiǎn)潔采用了子模塊、工具組模塊多模

塊組合的配置方法，具體流程配置方法詳見(jiàn)《視覺(jué)軟件使用手冊(cè)》（說(shuō)

明：本流程示意圖圖1僅說(shuō)明視覺(jué)軟件的流程設(shè)計(jì)編程方式，與本任

務(wù)書(shū)描述的具體任務(wù)無(wú)直接關(guān)系）。

圖1程序流程示意圖

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主要的工具列表：

類型工具

系統(tǒng)類服務(wù)器客戶端通訊工具、串口工具、PLC讀寫(xiě)工具、機(jī)器人控

制工具、信號(hào)源工具

圖像源類圖像源工具、相機(jī)工具、保存圖片工具

定位類仿射變換工具、斑點(diǎn)分析工具、找圓工具、找線工具、邊緣點(diǎn)

查找工具、形狀匹配工具、灰度匹配工具；

測(cè)量類圓卡尺工具、夾角工具、邊緣卡尺工具、線交點(diǎn)工具、線間距

工具、點(diǎn)間距工具、矩形卡尺工具、點(diǎn)線距離工具、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

工具、標(biāo)定工具；

圖像處理圖像轉(zhuǎn)換工具、通道分離工具、顏色提取工具、圖像剪切工

類具、圖像處理工具、閾值化工具、輪廓提取工具；

識(shí)別類二維碼工具、字符識(shí)別工具、條碼檢測(cè)工具、缺陷檢測(cè)工具；

對(duì)位類位移計(jì)算工具、坐標(biāo)計(jì)算工具、對(duì)位平臺(tái)工具；

數(shù)據(jù)處理累加工具、分類工具、保存表格工具、格式轉(zhuǎn)換工具、列表工

類具、邏輯運(yùn)算工具、字符串截取工具、用戶變量工具；

三、標(biāo)定說(shuō)明及運(yùn)動(dòng)位置校準(zhǔn)

圖2兩類圖像標(biāo)定板

選擇合適的標(biāo)定工具，利用圖像標(biāo)定板使用多點(diǎn)標(biāo)定方式，對(duì)

相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，把圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)成設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)，并得出像素當(dāng)量；

選擇合適的手眼標(biāo)定工具，統(tǒng)一設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)與相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)。

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四、樣品說(shuō)明

提供：3D零件4個(gè)：2個(gè)高度分別為9mm、18mm的正方形與2

個(gè)高度分別為9mm、18mm的三角形；PCBA共2個(gè)，大小為55mmx

35mm；

小圓塊4個(gè)：2個(gè)綠色，2個(gè)紅色；直徑：10mm，高度為：

4.5mm±0.2mm;料盤(pán)規(guī)格：白色亞克力，大?。?02mmx121mm，

高度為6mm，下沉深度：3mm。

PCBA初始位置由裁判隨機(jī)放置在檢測(cè)區(qū)。

檢測(cè)區(qū)放置規(guī)則：PCBA需放置料盤(pán)固定位置上（如圖3），小

圓塊與3D零件的放置不能重疊，不超出檢測(cè)區(qū)域范圍，確保每個(gè)物

料之間有2mm以上的距離。

圖3料盤(pán)布局圖

五、模塊化編程要求

程序可讀性強(qiáng)。所有的模塊、工具組都需要根據(jù)它的作用重命

名，離線標(biāo)定模塊要求放在最外層，標(biāo)定模塊里面可以包含多個(gè)標(biāo)

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定工具組。

六、競(jìng)賽任務(wù)工作要求

（一）、各個(gè)拍照位的硬件選型要求

1、3D零件的分揀必須使用3D相機(jī)，要求測(cè)量零件的高度和定

位零件的位置信息，3D相機(jī)工作距離要求滿足350mm以上；

2、2D相機(jī)視野要求：50mmx30mm（視野范圍允許一定正向偏

差，最大不得超過(guò)5mm），工作距離要求：110mm（視野范圍允許一

定正向偏差，最大不得超過(guò)10mm）。

（二）、顯示的要求

1、測(cè)量期間報(bào)警燈的顯示要求：

1）XY平臺(tái)從原點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到3D相機(jī)拍照位，測(cè)量定位

分揀；

2）運(yùn)動(dòng)到第一個(gè)PCBA的測(cè)量拍照位，缺陷檢測(cè)判斷合格報(bào)警

燈亮綠燈，缺陷檢測(cè)不合格亮紅燈，期間報(bào)警燈顏色不變直到下一

個(gè)PCBA測(cè)量；

3）運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)PCBA的測(cè)量拍照位，缺陷檢測(cè)判斷合格報(bào)警

燈亮綠燈，缺陷檢測(cè)不合格亮紅燈，期間報(bào)警燈顏色不變直到下一

個(gè)PCBA測(cè)量；

4）最后回到原點(diǎn)，熄滅報(bào)警燈。

2、界面分2個(gè)窗口顯示：

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第一個(gè)窗口顯示第一個(gè)PCBA測(cè)量的圖像，要求顯示顯示焊錫缺

陷輪廓、字符是否完整及元件是否焊反、針腳間距平均值、針腳角

度平均值，檢測(cè)結(jié)果判斷合格顯示OK，檢測(cè)結(jié)果判斷不合格顯示

NG。界面參考顯示圖見(jiàn)后面圖4；

第二個(gè)窗口顯示第二個(gè)PCBA測(cè)量的圖像，要求顯示顯示焊錫缺

陷輪廓、字符是否完整及元件是否焊反、針腳間距平均值、針腳角

度平均值，檢測(cè)結(jié)果判斷合格顯示OK，檢測(cè)結(jié)果判斷不合格顯示

NG，圖4為界面參考顯示圖；

圖4界面顯示圖

（三）、硬件選型安裝接線

完成相機(jī)、鏡頭、光源的選型，并將相機(jī)、鏡頭、光源、治具

等在合理位置安裝，保證安裝穩(wěn)固，鏡頭與相機(jī)連接螺紋須擰緊；

鏡頭調(diào)試好之后，用頂絲鎖緊對(duì)焦環(huán)及光圈環(huán)；記錄硬件的安裝參

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數(shù)等結(jié)果。

完成相機(jī)、光源、旋轉(zhuǎn)軸、通訊網(wǎng)絡(luò)等電路接線，完成氣路的

連接，走線正確、規(guī)范、牢固；物理接口選擇正確。

（四）、視覺(jué)軟件的PLC控制工具運(yùn)行測(cè)試

控制X,Y軸移動(dòng)料盤(pán)，設(shè)置各個(gè)拍照位；

輸出I/O電信號(hào)正常。

（五）、光源控制工具運(yùn)行測(cè)試

光源與其控制器正常，能控制所有光源亮滅，且能設(shè)置各光源

亮度值；

（六）、相機(jī)工具運(yùn)行測(cè)試

測(cè)試相機(jī)，保證相機(jī)正常工作；

確定各個(gè)拍照位的圖像對(duì)焦清楚，視野大小合適；

協(xié)同光源控制器的光源調(diào)節(jié)功能，設(shè)置合適的相機(jī)參數(shù)。

（七）、相機(jī)標(biāo)定工具運(yùn)行測(cè)試

放置標(biāo)定板，在圖像中觀察標(biāo)定板大小位置是否合理，確定合

理后，設(shè)置標(biāo)定參數(shù)，完成相機(jī)標(biāo)定；保存標(biāo)定數(shù)據(jù)結(jié)果到配置文

件；正確移動(dòng)及擺放標(biāo)定板，完成手眼標(biāo)定過(guò)程，保存標(biāo)定數(shù)據(jù)到

配置文件。

（八）、顏色檢測(cè)工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置顏色檢測(cè)工具參數(shù)，區(qū)分不同顏色的小圓塊。

（九）、模板匹配工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置合適的參數(shù)創(chuàng)建模板并保存模板；

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設(shè)置合適的參數(shù)查找模板。

（十）、測(cè)量類工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置找線工具參數(shù)并正確找到直線；

設(shè)置線交點(diǎn)工具參數(shù)并正確計(jì)算兩點(diǎn)距離；

設(shè)置距離工具參數(shù)并正確計(jì)算兩點(diǎn)距離。

（十一）、數(shù)據(jù)分析工具運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置數(shù)據(jù)分析工具參數(shù)，并生成數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

（十二）、數(shù)據(jù)處理類運(yùn)行測(cè)試

設(shè)置數(shù)據(jù)保存表格工具參數(shù)，設(shè)置文件名、保存路徑；添加需

要保存的數(shù)據(jù)，生成“測(cè)量數(shù)據(jù)”報(bào)表；

（十三）、界面布局及數(shù)據(jù)顯示

設(shè)置好窗口個(gè)數(shù)，按要求顯示圖像；

根據(jù)要求把結(jié)果、數(shù)據(jù)顯示到各窗口上；

（十四）、工作流程要求

1、編寫(xiě)視覺(jué)程序流程前主要準(zhǔn)備工作

相機(jī)鏡頭安裝調(diào)試完成，相機(jī)可以正常采集到圖像，工作距離

符合要求，相機(jī)視野合適；圖像清晰，曝光設(shè)置合理；

光源安裝調(diào)試完成，光源開(kāi)關(guān)，亮度調(diào)好；

X,Y,Z各軸可正常控制，速度合理，示教好各點(diǎn)位；

相機(jī)標(biāo)定，手眼標(biāo)定完成。

2、PCBA平面尺寸測(cè)量的主要流程

1）運(yùn)動(dòng)到第一個(gè)PCBA的拍照位，測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷PCBA是

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否合格；

2）運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)PCBA的拍照位，測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷PCBA是

否合格；

3、零件分揀主要流程

1）在原點(diǎn)位置，測(cè)試前隨機(jī)將2個(gè)PCBA放入白色料盤(pán)（治

具）內(nèi)，4個(gè)小圓塊貼有數(shù)字“1”這一面朝上，隨機(jī)放入小圓塊的

治具內(nèi)，4個(gè)3D零件隨機(jī)放入指定凹槽內(nèi)；

2）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小圓塊分揀的拍照位，定位測(cè)量出4個(gè)小圓塊的

顏色、角度和位置，并按要求進(jìn)行分揀。

3）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到3D相機(jī)的拍照位，定位測(cè)量出4個(gè)3D零件的

形狀、高度、角度和位置，并按要求進(jìn)行分揀。

4、數(shù)據(jù)保存與界面顯示

根據(jù)要求保存數(shù)據(jù)，根據(jù)要求進(jìn)行界面顯示。

5、回原點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)平臺(tái)回到原點(diǎn)位置。

6、數(shù)據(jù)備份

根據(jù)要求將數(shù)據(jù)保存至C盤(pán)與U盤(pán)相應(yīng)位置。

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七、根據(jù)上述要求完成以下考核任務(wù)

工作任務(wù)1—選型計(jì)算報(bào)告

根據(jù)競(jìng)賽任務(wù)提供的視野大小要求、工作距離要求、被測(cè)物的

檢測(cè)要求，從設(shè)備提供的一組機(jī)器視覺(jué)相機(jī)、鏡頭和光源中選擇型

號(hào)，完成相機(jī)、鏡頭、光源的選型計(jì)算報(bào)告（附錄7）。

工作任務(wù)2—硬件及線路安裝

完成選型并在合理的位置完成安裝和接線。設(shè)備上電前需完成

電氣檢測(cè)并向裁判請(qǐng)求上電，設(shè)備上電后不帶電進(jìn)行設(shè)備電路調(diào)整

（進(jìn)行電路調(diào)整時(shí)需按下設(shè)備急停使設(shè)備斷電）。

設(shè)備電氣接線要求：相機(jī)、光源接線要使用綁扎整齊合理，要

求扎帶間距60mm±5mm，間隔均勻，剪切后扎帶長(zhǎng)度≤1mm，接線端

子壓接要求穩(wěn)固不松動(dòng)，相機(jī)電源線、千兆網(wǎng)線、光源延長(zhǎng)線走拖

鏈。

相機(jī)、鏡頭、光源、治具等在合理位置安裝，保證安裝穩(wěn)固，

3D相機(jī)要求在軸外安裝，鏡頭與相機(jī)連接螺紋須擰緊；鏡頭調(diào)試好

之后，用頂絲鎖緊對(duì)焦環(huán)及光圈環(huán)。

工作任務(wù)3—項(xiàng)目配置及標(biāo)定

根據(jù)待檢測(cè)樣品的尺寸和初始狀態(tài)的區(qū)域要求完成視野調(diào)焦和

鏡頭對(duì)焦（對(duì)焦方式可以選擇調(diào)節(jié)鏡頭的對(duì)焦環(huán)，也可以控制Z軸

完成整體工作距離的調(diào)節(jié)）。

在開(kāi)始配置流程前，創(chuàng)建配置文件名稱保存到本機(jī)的“C:\廣西

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職業(yè)院校技能大賽\KImage\Product\日期-場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)（例：

20230328-1-1）”文件夾下。

通過(guò)標(biāo)定板，完成3D手眼標(biāo)定、2D手眼標(biāo)定、圖像坐標(biāo)與世

界坐標(biāo)的標(biāo)定，完成圖像坐標(biāo)與運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的統(tǒng)一，并保存在配置文

件中（注意：前期如果規(guī)劃視野沒(méi)有考慮標(biāo)定板的尺寸，可能前期

的視野設(shè)置不合理需要重新調(diào)整視野大小）。

相機(jī)配置標(biāo)定完成后，請(qǐng)將相機(jī)配置標(biāo)定的截圖保存至U盤(pán)的

“E:\廣西職業(yè)院校技能大賽\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\配置標(biāo)

定.docx”。

項(xiàng)目配置標(biāo)定截圖（不限截圖數(shù)量）包括以下內(nèi)容：

（1）項(xiàng)目配置名稱；

（2）2D、3D標(biāo)定模塊名稱；

（3）3D手眼標(biāo)定模塊的輸出；

（4）2D手眼標(biāo)定像素當(dāng)量；

（5）XY標(biāo)定像素當(dāng)量；

工作任務(wù)4—PCBA缺陷檢測(cè)

完成PLC控制運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)測(cè)試，將任務(wù)書(shū)實(shí)驗(yàn)要求用程序?qū)?/p>

現(xiàn)，通過(guò)圖像化編程軟件完成流程配置并對(duì)每個(gè)工具合理化設(shè)置參

數(shù)。

本次配置的程序必須包含模板定位及建立坐標(biāo)仿射跟隨功能。

檢測(cè)任務(wù)包括以下項(xiàng)目：

1）圓形針腳焊錫檢測(cè)：要求顯示焊錫缺陷輪廓，位置如圖5中

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黃框區(qū)域所示；有焊接缺陷的檢測(cè)結(jié)果為NG。

2）矩形針腳焊錫檢測(cè)：要求顯示焊錫缺陷輪廓，位置如圖5中

紅框區(qū)域所示；有焊接缺陷的檢測(cè)結(jié)果為NG。

3）字符檢測(cè)：如圖5藍(lán)框區(qū)域內(nèi)的字符是否完整及元件是否焊

反；字符不完整或元件焊反的檢測(cè)結(jié)果為NG；

4）針腳測(cè)量：如圖5紅色虛線框區(qū)域所示，測(cè)量每?jī)蓚€(gè)針腳距

離算平均值，右側(cè)還需測(cè)每個(gè)針腳角度判斷是否有歪斜；針腳距離

超過(guò)2mm的或者針腳角度有歪斜的（超過(guò)2度）檢測(cè)結(jié)果為NG；

5）燈泡檢測(cè)：如圖5綠色框區(qū)域內(nèi)所示，進(jìn)行顏色的識(shí)別，要

求燈泡的顏色必須包含紅綠藍(lán)三種顏色，否則檢測(cè)結(jié)果為NG。

圖5PCBA檢測(cè)任務(wù)示意

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AOI缺陷種類例圖如下圖所示：

圖6缺陷例圖

工作任務(wù)5—小圓塊組裝

注：為了防止發(fā)生碰撞，當(dāng)吸盤(pán)距離物料1cm時(shí)，請(qǐng)將運(yùn)動(dòng)軸

的速度調(diào)整至20。

4個(gè)小圓塊樣品分2個(gè)綠色和2個(gè)紅色，小圓塊的上表面均貼

有數(shù)字“1”，用于確定小圓塊的角度。

PCBA缺陷檢測(cè)完成后，測(cè)量結(jié)果OK的PCBA旁邊的大圓孔組

裝上綠色小圓塊，測(cè)量結(jié)果NG的PCBA旁邊的大圓孔組裝上紅色小

圓塊；要求小圓塊居中組裝在大圓孔內(nèi)，小圓塊上表面的“1”統(tǒng)一

朝向，如圖7所示。

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任務(wù)要求通過(guò)吸嘴將小圓塊組裝在PCBA旁邊的大圓孔內(nèi)。

圖7小圓塊組裝朝向

工作任務(wù)6—3D零件分揀任務(wù)

注：為了防止發(fā)生碰撞，當(dāng)吸盤(pán)距離物料2cm時(shí)，請(qǐng)將運(yùn)動(dòng)軸

的速度調(diào)整至20。

要求使用3D相機(jī)測(cè)量3D零件的形狀、高度、角度，定位各個(gè)

3D零件的位置，引導(dǎo)吸嘴自動(dòng)分揀4個(gè)3D零件。

1、完成3D手眼標(biāo)定；

2.將4個(gè)3D零件隨機(jī)放入分揀區(qū)域（紅色虛線框）內(nèi)

3、要求使用3D相機(jī)測(cè)量3D零件的形狀、高度、角度，定位

各個(gè)3D零件的位置，引導(dǎo)吸嘴自動(dòng)分揀4個(gè)3D零件，分揀的要

求是高度18mm的正方形放在左上角，9mm的三角形放在右上角，

18mm的三角形放在右下角，9mm的正方形放在左下角。

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圖83D分揀區(qū)域示意

工作任務(wù)7—數(shù)據(jù)保存

請(qǐng)按照任務(wù)要求完成數(shù)據(jù)分析生成數(shù)據(jù)報(bào)表。

1）生成圓形針腳焊錫與矩形針腳焊錫缺陷數(shù)量、缺陷坐標(biāo)的數(shù)

據(jù)；

2）生成芯片是否焊反、芯片字符是否完整的數(shù)據(jù)；

3）生成針腳間距平均值、針腳角度平均值的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)報(bào)表格式格式如圖9所示（報(bào)表數(shù)據(jù)僅供參考）

圖9

請(qǐng)把要求保存的數(shù)據(jù)按要求保要求文件保存路徑：“C:\廣西職

業(yè)院校技能大賽\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\檢測(cè)數(shù)據(jù).csv”。

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任務(wù)完成后選手請(qǐng)自行將視覺(jué)項(xiàng)目文件拷貝至U盤(pán)的“E:\廣西

職業(yè)院校技能大賽\視覺(jué)項(xiàng)目\日期-場(chǎng)次號(hào)-賽位號(hào)（例：20230328-

1-1）”文件夾下。

請(qǐng)將生成的數(shù)據(jù)文件保存至U盤(pán)的“E:\廣西職業(yè)院校技能大賽

\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\檢測(cè)數(shù)據(jù).csv”。

請(qǐng)將項(xiàng)目配置標(biāo)定的截圖（保存至U盤(pán)的“E:\廣西職業(yè)院校技

能大賽\日期-場(chǎng)次-賽位號(hào)\配置標(biāo)定.docx”。

項(xiàng)目配置標(biāo)定截圖包括以下內(nèi)容，如圖9、10、11所示，不限

截圖數(shù)量（截圖數(shù)據(jù)僅供參考）：

（1）項(xiàng)目配置名稱；

（2）2D、3D標(biāo)定模塊名稱；

（3）3D手眼標(biāo)定模塊的輸出；

（4）2D手眼標(biāo)定像素當(dāng)量；

（5）XY標(biāo)定像素當(dāng)量；

注：保存在U盤(pán)當(dāng)中的數(shù)據(jù)將作為評(píng)分判定的依據(jù)。

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圖10

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附錄一、視覺(jué)硬件及參數(shù)列表

工業(yè)相機(jī)

類別編號(hào)分辨率幀率FPS曝光模式顏色芯片大小像元尺寸接口

2D相機(jī)相機(jī)A1280x960>90全局黑白1/2”4.0μmUSB3.0

2D相機(jī)相機(jī)B2448x2048>20全局黑白2/3”3.45μmGigE

2D相機(jī)相機(jī)C2592x1944>10滾動(dòng)彩色1/2.5”2.2μmGigE

3D相機(jī)3D相機(jī)1920x1080x2>10滾動(dòng)彩色2/3”1.4μmUSB3.0

工業(yè)鏡頭

類別編號(hào)支持分辨率（優(yōu)于）焦距/倍率最大光圈工作距離支持芯片大小

工業(yè)鏡頭12mm鏡頭500萬(wàn)像素12mmF2.0>100mm1/1.8”

工業(yè)鏡頭25mm鏡頭500萬(wàn)像素25mmF2.0>200mm2/3”

工業(yè)鏡頭35mm鏡頭500萬(wàn)像素35mmF2.0>200mm2/3”

遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭500萬(wàn)像素0.3XF5.4110m2/3”

鏡頭接圈0.5mm、1mm、2mm、5mm、10mm、20mm、40mm一組

LED光源

類別編號(hào)主要參數(shù)顏色備注

環(huán)形光源小號(hào)環(huán)形光源直射環(huán)形，發(fā)光面外徑80，內(nèi)徑40mmRGB三者可以合并成

環(huán)形光源中號(hào)環(huán)形光源45度環(huán)形，發(fā)光面外徑120，內(nèi)徑80mmGAOI光源

環(huán)形光源大號(hào)環(huán)形光源低角度環(huán)形，發(fā)光面外徑160，內(nèi)徑120mmB

同軸光源同軸光源發(fā)光面積60x60mmRGB

背光源背光源發(fā)光面積169x145mmW

注：R=紅色、G=綠色、B=藍(lán)色、W=白色

標(biāo)定板

類別外框尺寸mm圓/格間距mm外圓環(huán)直徑mm內(nèi)圓環(huán)直徑mm精度mm

標(biāo)定板A100x1002053±0.01

（透明漫射）50x50102.51.5±0.01

20x20410.6±0.01

類別外框尺寸mm方格邊長(zhǎng)mm方格數(shù)量精度mm

標(biāo)定板B180x1201511x7±0.01

（透明漫射）

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附錄二、相機(jī)的接線定義

一、USB3.0相機(jī)（注意USB3.0通過(guò)USB線供電，不要另外插電源，否則會(huì)燒

相機(jī)）

二、GigE相機(jī)

附錄三、分辨率及焦距計(jì)算公式

簡(jiǎn)單視覺(jué)系統(tǒng)的計(jì)算，主要包括視場(chǎng)（FOV）、分辨率（Resolution）、工

作距離（WD）和景深（DOF）等。

分辨率我們通常指的是像素分辨率，（默認(rèn)選用的鏡頭分辨率高于相機(jī)的

分辨率）。因此分辨率就等于視野FOV/相機(jī)的像素?cái)?shù)。

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附錄四、光源控制的接線說(shuō)明

硬件觸發(fā)：用戶可以通過(guò)PLC、相機(jī)的輸出外部觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制每一路輸

出的開(kāi)關(guān)。需要外部觸發(fā)功能時(shí)需將外部觸發(fā)信號(hào)線連接到“REMO”端子上。

觸發(fā)信號(hào)高電平時(shí)打開(kāi)，低電平時(shí)關(guān)閉。

軟件觸發(fā)：用戶也可用軟件實(shí)現(xiàn)觸發(fā)功能，即使用串口對(duì)各輸出通道進(jìn)行

控制，使各輸出通道按照預(yù)先的設(shè)置打開(kāi)或關(guān)閉其輸出

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附錄五、光源控制器通訊協(xié)議

硬件規(guī)范

波特率：9600bps

每幀字節(jié)數(shù)：8字節(jié)

每幀數(shù)據(jù)格式

1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)3字節(jié)2字節(jié)

特征字指令字通道字?jǐn)?shù)據(jù)異或和校驗(yàn)字

注:所有通訊字節(jié)都采用ASCII碼

特征字＝$

指令字＝1，2，3，4，分別定義為：

1：打開(kāi)對(duì)應(yīng)通道電源

2：關(guān)閉對(duì)應(yīng)通道電源

3：設(shè)置對(duì)應(yīng)通道電源參數(shù)

4：讀出對(duì)應(yīng)通道電源參數(shù)

當(dāng)指令字為1，2，3時(shí)，如控制器接收指令成功，則返回特征字$；如控

制器接收指令失敗，則返回&。

當(dāng)指令字為4時(shí)，如控制器接收指令成功，則返回對(duì)應(yīng)通道的電源設(shè)置參

數(shù)（返回格式跟發(fā)送格式相同）；如控制器接收指令失敗，則返回&。

通道字＝1，2，3，4。分別代表4個(gè)通道。

數(shù)據(jù)＝0XX（XX為00～FF內(nèi)的任一數(shù)值），對(duì)應(yīng)通道電源的設(shè)置參

數(shù)，高位在前，低位在后。

異或和校驗(yàn)字＝除校驗(yàn)字外的字節(jié)（包括：特征字，指令字，通道字和

數(shù)據(jù)）的異或校驗(yàn)和，校驗(yàn)和的高4位ASCII碼在前，低4位ASCII

碼在后。

例：將第2通道亮度設(shè)為56，則以ASCII碼向下寫(xiě)“$320381E”

異或校驗(yàn)字運(yùn)算過(guò)程如下：

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字符串ASCIIASCII碼以十將高4位和低4位分別

碼六進(jìn)制表示以8421碼表示

特征字$362400100100

指令字3513300110011

通道字2503200110010

數(shù)據(jù)0483000110000

3513300110011

85623800111000

異或和00011110

異或校驗(yàn)字1E

注：打開(kāi)對(duì)應(yīng)通道電源、關(guān)閉對(duì)應(yīng)通道電源和讀出對(duì)應(yīng)通道電源參數(shù)3個(gè)

功能的異或校驗(yàn)字的運(yùn)算過(guò)程中，數(shù)據(jù)的3個(gè)字節(jié)的值對(duì)異或結(jié)果無(wú)影響，保

證格式為0XX（XX=00～FF內(nèi)的任一數(shù)值）即可。

以下為幾組指令數(shù)據(jù)：

關(guān)閉2通道：$220381F

字符串ASCIIASCII碼以十將高半字節(jié)和低半字

碼六進(jìn)制表示節(jié)分別以8421碼表示

特征字$362400100100

指令字2503200110010

通道字2503200110010

數(shù)據(jù)0483000110000

3513300110011

8563800111000

異或和00011111

異或校驗(yàn)字1f

打開(kāi)2通道：$120381C

字符ASCII字符串ASCII

串

特征字$362400100100

指令字1493100110001

通道字2503200110010

數(shù)據(jù)0483000110000

3513300110011

8563800111000

異或和00011100

異或校驗(yàn)字1C