核心概述
海康威视视觉+西门子/三菱PLC 视觉跟随点胶为机器视觉+运动控制+点胶工艺的一体化方案，适配90%场景的Eye-to-Hand（眼在手外）结构，核心分工与通用流程统一：
1. 核心分工
- 海康威视视觉系统（MVision/智眸）：完成图像采集、特征识别、手眼标定、像素→机械坐标转换，输出点胶目标坐标（X/Y/θ）及状态信号，不参与运动和点胶控制。
- PLC（西门子S7-1200/1500/三菱FX5U/Q）：作为总控核心，负责通信交互、流程调度、运动控制（轴补正/插补）、点胶动作触发、IO设备（急停/报警/触摸屏）交互。
2. 通用控制闭环
PLC触发视觉采集 → 视觉定位计算 → 坐标/状态通过工业以太网传输 → PLC读取有效坐标 → 运动轴自适应补正 → 轴到位触发点胶 → 状态反馈/异常报警
3. 核心通信差异
- 海康+西门子：Profinet工业以太网（主从架构），西门子PLC为主站，海康视觉为从站，需组态并导入GSD文件。
- 海康+三菱：以太网MC协议（客户端-服务器），海康视觉为客户端，三菱PLC为服务器，纯参数配置无需组态。
海康威视+西门子PLC 完整编程逻辑
适配基础
- 编程软件：西门子TIA Portal（博途）V16/V17/V18
- 运动指令：MC运动控制指令库（MC_Power/MC_MoveAbsolute等）
- 数据载体：专用DB数据块（禁用「优化的块访问」）
- 核心优势：Profinet稳定性高，多轴联动性强，适配中大型产线/工业4.0集成
步骤1：前置配置（海康+PLC端）
海康视觉端配置
- 完成手眼标定（内参+眼在手外外参），配置点胶特征模板，触发方式设为「PLC外部信号」；
- 进入「通信配置-Profinet」，设为从站模式，配置IP（与PLC同网段）、从站名称/地址，导入西门子GSD文件（海康官网下载）；
- 定义Profinet数据映射，划分「视觉→PLC发送区」「PLC→视觉接收区」，匹配数据类型。
西门子PLC端Profinet组态
- 博途新建项目，添加PLC型号并配置以太网IP；
- 通过「选项→管理GSD文件」导入海康GSD文件，添加从站设备；
- 网络视图中建立PLC与视觉的Profinet链路，配置与视觉端一致的IP/从站地址；
- 新建专用DB块（如DB1_Vision），禁用优化的块访问，关联Profinet交互数据区。
步骤2：核心DB块数据定义（视觉-PLC交互载体）
数据类型/地址与海康视觉端完全匹配，否则会出现数据乱码/丢失，以下为点胶通用配置：
| 数据地址 |
数据类型 |
信号名称 |
传输方向 |
功能说明 |
| DB1.DBX0.0 |
BOOL |
Vision_Ready |
视觉→PLC |
视觉系统就绪，可接收采集指令 |
| DB1.DBX0.1 |
BOOL |
Locate_Done |
视觉→PLC |
视觉定位完成，坐标可读取 |
| DB1.DBX0.2 |
BOOL |
Locate_Error |
视觉→PLC |
定位失败（无工件/特征识别失败），触发报警 |
| DB1.DBX0.3 |
BOOL |
Data_Valid |
视觉→PLC |
坐标数据有效，防止读取无效值 |
| DB1.DBD4 |
REAL |
Glue_X |
视觉→PLC |
点胶目标X坐标（机械坐标，mm，浮点型） |
| DB1.DBD8 |
REAL |
Glue_Y |
视觉→PLC |
点胶目标Y坐标（机械坐标，mm，浮点型） |
| DB1.DBD12 |
REAL |
Glue_Theta |
视觉→PLC |
工件旋转偏差（°，浮点型，旋转补正） |
| DB1.DBX18.0 |
BOOL |
PLC_Start_Capture |
PLC→视觉 |
采集启动指令（上升沿触发，防止重复采集） |
| DB1.DBX18.2 |
BOOL |
PLC_Vision_Enable |
PLC→视觉 |
视觉总使能（1=工作，0=休眠） |
步骤3：模块化编程逻辑（FB/FC+OB组织块）
采用工业标准化模块化编程，主程序OB1循环调度，运动控制放工艺中断OB35（固定10~50ms扫描周期，保证运动精度），各模块通过信号互锁，避免无效动作。
模块1：系统初始化（OB1，M0.1首次扫描触发）
- 调用MC_Power指令，对X/Y/θ点胶轴进行使能，校验轴无报警；
- 置位DB1.DBX18.2（视觉总使能），向海康发送使能信号；
- 复位所有报警标志、运动触发位、点胶阀输出位，置位M1.0（系统总就绪）。
模块2：视觉采集触发（OB1，循环执行）
- 互锁条件：M1.0（系统就绪）+Vision_Ready+无急停，置位M1.1（可采集）；
- 启动按钮（I0.1）上升沿触发，置位PLC_Start_Capture，1个扫描周期后复位（上升沿触发视觉）；
- 实时监控Locate_Done/Locate_Error，传送到触摸屏可视化。
模块3：坐标读取与锁存（OB1，定位完成后执行）
- 前置条件：Locate_Done=1 且 Data_Valid=1（双重校验，避免无效坐标）；
- 将DB1中的Glue_X/Glue_Y/Glue_Theta赋值到运动专用变量（如MD20/MD24/MD28）；
- 置位M1.3（运动目标位有效），触发后续运动控制。
模块4：运动+点胶联动（OB35，工艺中断）
核心保障点胶精度，实现「轴到位才出胶」，以单点点胶为例：
- 轴状态校验：X/Y/θ轴使能就绪+M1.3=1；
- 调用MC_MoveAbsolute绝对定位指令，目标位设为读取的坐标，配置运动参数（速度50~100mm/s，加减速100ms）；
- 通过MC_MoveAbsolute的「Done」信号上升沿触发点胶阀（Q0.1），按预设时间（如200ms）延时后停止出胶；
- 连续轮廓点胶：调用MC_MoveLinear直线插补指令，按视觉输出的多组坐标拟合路径，点胶阀持续出胶至路径完成。
模块5：报警与复位（OB1，循环执行）
- 视觉报警：Locate_Error=1时，切断运动/点胶回路，置位报警灯（Q0.0），上传报警码到触摸屏；
- 运动报警：MC指令「Error」信号置位时，停止所有运动，触发轴报警；
- 复位逻辑：复位按钮（I0.2）上升沿，清零所有报警标志，置位PLC_Vision_Reset，恢复系统就绪。
海康+西门子PLC 工业案例：3C电子-手机摄像头模组点胶
1. 工艺要求
摄像头模组与PCB板贴合处点红胶固定，单模组8个点胶位，胶点直径0.4mm，工件工装定位偏差±0.2mm，单模组点胶周期≤3s，定位精度±0.03mm。
2. 系统配置
- 视觉：海康MVision 200万像素CMOS+12mm定焦镜头+漫反射环形光源（防金属反光）；
- PLC：西门子S7-1215C DC/DC/DC；
- 运动平台：四轴SCARA机器人（重复定位±0.01mm）；
- 点胶：压电式精密点胶阀+50CC胶筒，Profinet以太网通信。
3. 程序实现要点
- 视觉特征：识别摄像头模组2个定位焊盘，海康端输出8个点胶位的机械坐标（组包发送到PLC DB1块）；
- 通信：Profinet组态波特率100Mbps，DB块新增DBD16~DBD44存储8个点胶位坐标（REAL型）；
- 运动：调用MC_MoveAbsolute指令，按坐标顺序轮询定位，通过「Done」信号逐个触发点胶；
- 效率优化：将8个点胶位坐标预读至PLC缓存，运动轴插补移动，单模组实际点胶周期2.7s，满足工艺要求；
- 防呆：增加视觉「工件有无检测」，无工件时禁止运动/点胶，避免设备空跑。
4. 实际效果
胶点偏移≤±0.02mm，良率99.8%，单班产能提升30%，摆脱对高精度工装的依赖，换型仅需更换视觉模板，无需重新示教。
海康威视+三菱PLC 完整编程逻辑
适配基础
- 编程软件：三菱GX Works3（FX5U）/GX Works2（Q系列）；
- 运动指令：定位指令库（ZRN/DRVA/DRVI/MC_MOVE_LINE）；
- 数据载体：软元件寄存器（D寄存器：浮点坐标；M寄存器：开关量；Y/X：物理IO）；
- 核心优势：MC协议配置简单（无组态），阶梯图编程贴合现场操作，成本低，适配中小型产线/快速换型。
步骤1：前置配置（海康+PLC端）
海康视觉端配置
- 完成手眼标定和特征模板配置，触发方式设为「PLC外部信号」；
- 进入「通信配置-以太网-MC协议」，设为客户端模式，填写三菱PLC IP、端口5006、PLC型号（下拉选择）；
- 定义MC协议数据映射：将坐标/状态直接写入三菱指定D/M寄存器，从指定D/M寄存器「读取」PLC指令信号。
三菱PLC端MC协议配置
- GX Works3中配置PLC以太网IP（与海康同网段）；
- 进入「参数设置-以太网-MC协议」，开启MC TCP/IP服务器，端口5006，开启「读/写权限」；
- 下载参数到PLC，重启后MC协议生效（无需编写任何通信程序，海康可直接读写寄存器）。
步骤2：核心软元件寄存器分配（视觉-PLC交互载体）
三菱无DB块，直接用寄存器交互，32位浮点坐标占连续2个D寄存器，海康端自动浮点写入，PLC用MOV32指令读取，避免精度丢失：
| 寄存器地址 |
类型 |
信号名称 |
传输方向 |
功能说明 |
| M100 |
位软元 |
Vision_Ready |
视觉→PLC |
视觉系统就绪，可接收采集指令 |
| M101 |
位软元 |
Locate_Done |
视觉→PLC |
视觉定位完成，坐标可读取 |
| M103 |
位软元 |
Data_Valid |
视觉→PLC |
坐标数据有效，防止读取无效值 |
| D1000/D1001 |
32位浮点 |
Glue_X |
视觉→PLC |
点胶目标X坐标（机械坐标，mm） |
| D1002/D1003 |
32位浮点 |
Glue_Y |
视觉→PLC |
点胶目标Y坐标（机械坐标，mm） |
| M200 |
位软元 |
PLC_Start_Capture |
PLC→视觉 |
采集启动指令（上升沿触发） |
| M202 |
位软元 |
PLC_Vision_Enable |
PLC→视觉 |
视觉总使能（1=工作，0=休眠） |
步骤3：段式编程逻辑（阶梯图LD，段式模块化）
采用三菱主流阶梯图编程，按功能分独立程序段，通过中间继电器M/状态继电器S互锁，操作直观，适配现场工程师调试习惯。
程序段1：系统初始化（M8002首次扫描触发）
- 调用ZRN原点回归指令，对X/Y/θ轴执行回零，通过M8029（指令完成）判断回零成功；
- 置位M202（视觉总使能），海康读取后进入就绪状态；
- RST复位所有报警S继电器、运动触发位、点胶阀Y0.1，置位M300（系统总就绪）。
程序段2：视觉采集触发（M8000循环扫描）
- 互锁条件：M300（系统就绪）+M100（Vision_Ready）+无急停（I0.0），置位M301（可采集）；
- 启动按钮I0.1按下，通过PLS M302产生上升沿，置位M200，100ms后RST M200（上升沿触发视觉）；
- 并联M101/M102，送触摸屏显示视觉定位状态。
程序段3：坐标读取与赋值（M101上升沿触发）
- 前置条件：M101=1 且 M103=1（数据有效）；
- 调用MOV32指令，将D1000/D1001（Glue_X）、D1002/D1003（Glue_Y）赋值到运动目标寄存器D2000/D2002；
- 置位M303（运动目标位有效），锁定坐标值。
程序段4：运动+点胶联动（M303上升沿触发）
以单点点胶为例，核心用DRVA绝对定位指令，轴到位触发点胶：
- 调用DRVA D2000 D2002 K5000 Y0.0，参数：D2000=X目标、D2002=Y目标、K5000=运动速度（pps）、Y0.0=脉冲口；
- DRVA指令完成后M8029自动置位，PLS M304触发点胶阀Y0.1，调用T0定时器（K20=200ms）控制出胶时间；
- T0计时到，RST Y0.1停止出胶；
- 连续轮廓点胶：调用MC_MOVE_LINE指令，将视觉多组坐标存入D寄存器数组，实现直线插补连续点胶。
DRVA D2000 D2002 K5000 Y0.0 ; X/Y轴绝对定位
PLS M304 WHEN M8029=1 ; 轴到位产生上升沿
Y0.1=ON WHEN M304=1 ; 触发点胶阀
T0 K20 ; 出胶200ms
Y0.1=OFF WHEN T0=1 ; 停止出胶
程序段5：报警与复位（M8000循环扫描）
- 视觉报警：M102=1时，SET S0（视觉报警），S0切断运动/点胶回路，Y0.0（报警灯）置位，D1006（报警码）送触摸屏；
- 运动报警：轴超程I1.0/脉冲异常M8049时，SET S1（运动报警），停止所有定位指令；
- 总复位：I0.2（复位按钮）按下，RST S0/S1、所有M触发位、T定时器，置位M201（视觉复位）。
海康+三菱PLC 工业案例：新能源-小电芯极耳UV胶点胶
1. 工艺要求
18650电芯极耳与镍片焊接处点UV胶密封，单电芯1条连续胶路（长度15mm，宽度0.5mm），电芯工装定位偏差±0.15mm，点胶后立即UV固化，单电芯点胶周期≤2s。
2. 系统配置
- 视觉：海康MVision 500万像素+8mm远心镜头+同轴光源（防铜箔反光）；
- PLC：三菱FX5U-32MT/ES，支持SSCNETⅢ/H高速运动总线；
- 运动平台：X/Y三轴直线模组（重复定位±0.02mm）；
- 点胶：高速气动点胶阀+UV胶筒+集成式UV固化灯，以太网MC协议通信。
3. 程序实现要点
- 视觉特征：提取极耳边缘轮廓，海康端拟合成连续胶路路径，输出20组坐标点，依次写入PLC D1000~D1156寄存器；
- 通信：MC协议配置波特率100Mbps，海康端按「坐标组」批量写入D寄存器，PLC用MOV32指令连续读取；
- 运动：调用MC_MOVE_LINE直线插补指令，将20组坐标按顺序导入路径，运动速度设为80mm/s，适配连续点胶；
- 点胶联动：插补运动启动时置位Y0.1（点胶阀），路径完成后立即复位，同时置位Y0.2（UV固化灯），延时1s后关闭；
- 电子齿轮比校准：将FX5U的脉冲pps转换为实际mm/s，校准后运动精度±0.02mm，胶路无偏移。
4. 实际效果
胶路连续无断点、偏移≤±0.02mm，单电芯点胶周期1.8s，UV固化无溢胶，良率99.9%，产线可实现无人化作业，换型仅需修改视觉轮廓模板。
两套组合通用核心编程原则（必遵守）
以下原则为视觉跟随点胶的核心保障，无论西门子还是三菱组合，违反均会导致点胶偏差、设备异常甚至损坏：
- 信号严格互锁：所有动作必须设置前置条件（如视觉就绪才触发采集、定位完成才执行运动、轴到位才触发点胶），避免无效动作；
- 上升沿触发采集：海康视觉采集指令为边沿触发，持续置位会导致重复采集、坐标乱跳，必须用上升沿触发；
- 数据双重校验：读取坐标时必须同时判断「定位完成」和「数据有效」，防止读取视觉计算过程中的无效坐标；
- 运动+点胶严格联动：通过「指令完成标志」触发点胶，而非延时触发，确保点胶头到达目标位后才出胶，避免漏胶/胶路偏移；
- 完善的报警复位：所有异常（视觉定位失败、轴运动报警、急停）必须有明确的报警码和复位逻辑，防止系统卡死；
- 浮点精度不丢失：西门子用REAL型直接赋值，三菱用MOV32指令传输32位浮点坐标，禁止16位拆分传输；
- 运动控制独立扫描：西门子放OB35工艺中断，三菱可采用高速计数器中断，避免主程序扫描周期波动影响运动精度。
