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工业视觉及数字一体化实训平台

来源：工程部    发布时间：2021-12-31 09:08:03

工业视觉及数字一体化实训平台由武汉筑梦科技有限公司研发生产，是一款深度融合机器视觉、运动控制、PLC 编程、人工智能、工业互联网技术的综合性专业教学实训设备。设备整体结构紧凑、集成度高、占地面积小，整机尺寸为长 600mm、宽 570mm、高 510mm，布局贴合真实工厂产线布局，能够有效节省教学实训场地资源，广泛适用于各类院校自动化、机电一体化、人工智能、工业机器视觉等相关专业的日常教学、实验实训与技能专项训练。 本实训平台整体由 XYZ 三轴运动模组、外置 θ 旋转轴、机器视觉器件、电控系统以及配套专业软件五大核心部分构成，整体采用模块化设计理念，支持无工具快速换装，工业相机、各类视觉光源均配备专用快换装置与快换安装板，拆装调试简单便捷。设备运动系统采用高精度模组搭配闭环电机控制方案，整机重复定位精度优于 ±0.01mm，运动响应平稳、定位精准，完全达到工业级应用实训标准。设备面板布局科学规整，所有输入输出接口统一布置在上层面板，涵盖旋转轴接线、报警信号、光源控制、相机供电、相机信号以及通用 I/O 端口，接线清晰规范，极大方便学生开展电气接线、信号调试等实训操作。

 在运动模组配置方面，平台标配 XYZ 三轴直线运动单元，X、Y 轴有效行程均为 200mm，Z 轴行程 100mm；X、Y 轴搭载载物台面尺寸 200mm×160mm，最大负载可达 50kg，Z 轴负载 10kg，最大线速度可达 500mm/s，全行程直线度控制在 0.015mm 以内。各轴均配置正限位、负限位及原点光电开关，能够有效规避误操作带来的平台撞击风险，保障设备运行安全稳定。Z 轴具备多功能拓展属性，可灵活安装 2D 工业相机、背光、环形光、同轴光等多种视觉光源，也可按需扩展加装外置 θ 旋转轴；外置 θ 轴重复定位精度优于 ±0.5°，支持连续回转运行，搭配真空吸盘结构，可完成工件吸取、角度姿态调整、物料搬运与分拣等典型工业实训项目。 

平台搭载全套专业机器视觉器件，包含高性能 2D 工业相机、专用工业镜头、标准视觉光源以及高精度标定板。配置的 ZM3000 系列彩色滚动快门工业相机，拥有 600 万高清像素，采用 1/1.8 英寸 CMOS 感光芯片，支持 GigE 千兆以太网接口与 POE 供电模式，具备多种图像参数调校、多模式触发、完善工业认证等优势，成像画质清晰、传输稳定、硬件兼容性强。配套 12mm 专业工业镜头，光圈可调范围广、视场角度合理、光学畸变小，可满足各类视觉检测、尺寸测量、目标定位等实训场景需求。视觉光源配备专业白色背光源，发光面积充足，支持软件编程调节亮度，适配工件轮廓检测、对位贴合、外观识别等打光场景；搭配多规格高精度标定板，可开展镜头畸变校正、像素与物理尺寸换算、相机成像几何模型建立等机器视觉标定核心实训内容。 

设备电控单元集成过载保护空开、交流接触器、直流电源、运动控制卡、继电器、电机驱动器等核心电气元器件，整体布局规整、运行可靠，为整机运动机构、视觉系统、光源模块及信号通讯提供稳定电气支撑。平台配套搭载KImage 机器视觉编程软件，同时支持图形化拖拽编程与代码编程两种开发模式。图形化编程采用流程图式搭建任务逻辑，所见即所得，零基础也能快速入门；代码编程兼容VB.net、C# 等主流编程语言，满足高阶二次开发学习需求。软件内置海量专业工具算子，涵盖图像处理、目标定位、尺寸测量、缺陷检测、条码字符识别、3D 标定、3D 测量、AOI 智能检测等功能，支持多相机协同工作、多工位多任务同步运行，兼容主流工业相机、PLC、运动控制卡及工业机器人，具备 TCP/IP、串口通讯、自定义变量、脚本编辑、数据存储导出等完善功能，可全面覆盖工业视觉基础实训与数字化集成应用高阶教学。

 在实操控制层面，通过软件内置运动控制卡工具，可实现 XYZR 四轴点位运动、插补运动、轴状态实时监测与 IO 信号逻辑控制，支持设备初始化、全轴回零、手动示教、步长微调、真空吸嘴吸放控制等全流程操作，实现软硬件深度协同联动，让学习者系统掌握运动控制原理、机器视觉标定流程、视觉算法调试以及自动化产线联调应用技能。 

设备环境适应能力强，适用工作温度区间为 - 10℃～+50℃，相对湿度 0%～95% 且无冷凝即可正常使用，室内光照保持 500~1000lux 为宜；设备输入电压 AC220V，额定功率 600W，输入气压适配 0.55～0.8Mpa，日常操作简单、维护便捷，同时配备完备的安全操作规范与设备使用准则，可长期稳定用于院校常规教学实训、课程项目研发以及技能竞赛备赛训练。

为进一步支撑系统化、项目化教学，平台配套了完整且丰富的教学资源包，覆盖从基础入门到高阶应用的全阶段教学需求。资源包包含多个典型工业场景实验项目，涵盖《3D 定位抓取实验》《3D 体积测量实验》《IC 引脚及连接器测量实验》《N 点标定及精度验证实验》《PCB 图像拼接及尺寸测量实验》《大豆识别与分拣实验》《机械零件平面尺寸综合测量实验》《计算机按键组装实验》《胶水检测实验》《瓶盖定位及分拣实验》《七巧板智能识别与摆拼实验》《曲线拟合实验》《深度学习药材分拣实验》《试管检测实验》《物流包裹检测及分拣实验》《印刷 logo 缺陷检测实验》等标准化教学项目，每个实验均配套了完整的实验指导书、分步操作视频、效果演示视频、专属视觉配置、教学 PPT 课件以及对应的仿真教学视频。

这些教学资源从理论讲解、软件操作、参数配置到联调仿真、效果验证，形成了闭环式教学体系，既能帮助学生快速掌握机器视觉标定、图像预处理、模板匹配、几何测量、缺陷检测、深度学习分类、3D 点云处理、运动控制联动等核心技能，也为教师开展理实一体化教学、课程设计、技能竞赛备赛提供了标准化、可复用的教学素材。丰富的实验场景覆盖了电子制造、食品加工、机械加工、物流分拣、医药检测等多个行业的典型应用，让学生在校内实训即可接触真实工业生产中的视觉检测与自动化控制需求，大幅提升技能的通用性与岗位适配性，是培养工业视觉、运动控制、数字化智能制造领域高素质技能人才的优质实训载体。