Siemens PLC 指令说明

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本文介绍基于 Siemens PLC Snap 7 协议的标准接口指令。

101 指令——启动 Mech-Vision 工程

该指令用于触发 Mech-Vision 工程的运行,执行相机拍照和视觉处理。用于只使用 Mech-Vision 而不使用 Mech-Viz 的场景。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 101

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

预期视觉点数量

6.0

机器人位姿类型

4.0

机器人位姿

12.0(JPs)或 36.0(法兰位姿)

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

预期视觉点数量

期望从 Mech-Vision 得到的视觉点数量。视觉点信息包括视觉位姿及对应点云、标签、缩放等。

  • 0:从 Mech-Vision 工程取得识别结果中所有的视觉点。

  • 大于0的整数:从 Mech-Vision 工程取得识别结果中指定数量的视觉点。

    • 如果视觉点总数小于该参数值,则取得识别结果中所有视觉点。

    • 如果视觉点总数大于等于该参数值,则取得该参数指定数量的视觉点。

获取视觉点的指令是 102 指令。默认每次执行 102 指令最多可以获取 20 个视觉点。在第一次执行 102 指令后,其中一个返回的参数将体现是否已返回所有请求的视觉点;如果没有,请重复执行 102 指令。

机器人位姿类型机器人位姿

  • 机器人位姿类型 参数指定真实机器人的位姿将以何种形式传入 Mech-Vision,其取值范围为 0~3。

  • 机器人位姿 参数值取决于 机器人位姿类型 参数值。

下表为两参数取值的关系及说明。

机器人位姿类型参数值 机器人位姿参数值 说明 适用场景

0

0, 0, 0, 0, 0, 0

无需向 Mech-Vision 传入机器人位姿

工程为 Eye To Hand 模式。若 Mech-Vision 工程中使用“路径规划”步骤,则路径规划的起始点为路径规划工具中设置的 Home 点。

1

机器人当前关节角+当前法兰位姿

需要将机器人的关节角和法兰位姿传入 Mech-Vision

工程为 Eye In Hand 模式,除桁架机器人外的大多数机器人适用该设定。

2

机器人的当前法兰位姿

需要将机器人的当前法兰位姿传入 Mech-Vision

工程为 Eye In Hand 模式,机器人无关节角数据,仅有法兰位姿数据(如桁架机器人)。

3

机器人路径规划起始点的关节角

需要将机器人路径规划起始点的关节角传入 Mech-Vision

工程为 Eye To Hand 模式,并且 Mech-Vision 工程中存在“路径规划”步骤,且需要从机器人端设置“路径规划”步骤的起始点。

机器人位姿为 Real 类型数字。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,返回 1102 状态码;否则返回对应的错误码。

102 指令——获取视觉目标点

该指令用在 101 指令——启动 Mech-Vision 工程 之后,用于获取 Mech-Vision 输出的视觉点,然后自动将视觉点转换为视觉目标点。

具体转换过程如下所示,即将视觉点包含的位姿转换为对应机器人 TCP。

  • 将视觉点包含的位姿绕 X 轴旋转 180°。

  • 识别对应机器人型号的参考坐标系定义是否涉及机器人基座高度,并相应增加垂直方向的偏置。

102 指令单次接收视觉目标点的数量上限默认为 20。如需要获取的视觉目标点的数量大于 20,需多次执行该指令来获取所有所需的视觉目标点。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 102

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

数据传输状态

202.0

视觉目标点数量

204.0

保留字段

/

此次获取的所有 TCP

208.0

此次获取的所有标签

1168.0

状态码

若指令执行正常,则返回 1100 状态码;否则返回对应的错误码。

调用该指令后,如在 10 秒内未收到来自 Mech-Vision 的视觉结果,则将返回超时错误状态码。

数据传输状态

该参数用于显示返回的数据是否是新的视觉目标点。

1:表示返回的数据是新的视觉目标点,请读取。

在读取新返回的数据后,请将该参数重置为 0。

视觉目标点数量

执行该指令获得的视觉目标点数量。

  • 如果请求的视觉目标点数量大于等于 Mech-Vision 识别的视觉点数量,按照 Mech-Vision 识别的视觉点数量发送。

  • 如果请求的视觉目标点数量小于 Mech-Vision 识别视觉点数量,按照请求数量发送。

保留字段

该字段未使用,默认值为 0。

此次获取的所有 TCP

单个 TCP 所含信息包括空间坐标 (XYZ)和欧拉角 (ABC)。

此次获取的所有标签

位姿对应的整数标签。如果在 Mech-Vision 工程中,标签为字符串,请在“输出”步骤前使用 “标签映射” 步骤将标签映射为整数。如工程中没有标签,则该参数为默认值 0。

103 指令——切换 Mech-Vision 配方

切换 Mech-Vision 工程内的参数配方。

Mech-Vision 中步骤的参数设定可通过切换参数配方调整。

参数配方调整涉及的参数通常包括点云匹配模板、图像匹配模板、感兴趣区域、置信度阈值等。

需要在执行 101 指令——启动 Mech-Vision 工程 之前使用该指令。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 103

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

配方编号

10.0

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

配方编号

Mech-Vision工程中参数配方的编号,为正整数,取值范围为 1~99。在Mech-Vision窗口右下角,单击 工程助手  参数配方,进入参数配方编辑器,查看配方编号。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 1107 状态码;否则返回对应的错误码。

105 指令——获取 Mech-Vision “路径规划”步骤的结果

在调用 101 指令之后,使用该指令获取 Mech-Vision 中“路径规划”步骤输出的免碰撞抓取路径。

在使用该指令时,Mech-Vision “输出”步骤的 端口类型 参数需要设置为“预定义(机器人路径)”。

在调用 105 指令前,请务必将 101 指令的 预期视觉点数量 设置为 0,以减少调用 105 指令的次数。若 101 指令的 预期视觉点数量 设置为 1,则每次调用 105 指令只会返回一个路径点,只有多次调用 105 指令才能接收全部路径点。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 105

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

路径点位姿类型

4.0

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

路径点位姿类型

该参数用于指定“路径规划”步骤返回的路径点的位姿类型。

  • 1:路径点的位姿将以机器人关节角(JPs)的形式返回。

  • 2:路径点的位姿将以机器人工具位姿(TCP)的形式返回。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

数据传输状态

202.0

路径点数量

204.0

“视觉移动”位置

206.0

此次发送的所有路径点的位姿

208.0

此次发送的所有路径点的标签

1168.0

此次发送的所有路径点的速度

1248.0

状态码

若指令执行正常,则返回 1103 状态码;否则返回对应的错误码。

数据传输状态

该参数用于显示返回的数据是否是新的路径点。

1:表示返回的数据是新的路径点,请读取。

在读取新返回的数据后,请将该参数重置为 0。

路径点数量

该参数用于表示此次执行该指令返回的路径点个数,取值范围为 0~20。若获取的路径点数多于 20,请多次调用该指令。

“视觉移动”位置

路径规划工具中设置的“视觉移动”路径点在整个路径中的位置。

例如,如果规划路径由以下组成:“定点移动_1”,“定点移动_2”,“视觉移动”,“定点移动_3”,则“视觉移动”位置为 3。

如果路径中无“视觉移动”,则该参数值为 0。

此次发送的所有路径点的位姿

三维坐标及欧拉角,或 JPs 关节角。类型由 105 指令中的路径点位姿类型决定。

此次发送的所有路径点的标签

位姿对应的整数标签。如果在 Mech-Vision 工程中,标签为字符串,请在“输出”步骤前使用 “标签映射” 步骤将标签映射为整数。如果工程中没有标签,则该参数为默认值 0。

此次发送的所有路径点的速度

路径规划工具中设置的速度值。

110 指令——从 Mech-Vision 获取自定义输出数据

该指令用于从 Mech-Vision 中的输出步骤接收自定义类型数据,即除 poses 端口和 labels 端口之外的其他端口输出的数据(输出步骤的“端口类型”参数需设置为“自定义”)。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 110

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

数据传输状态

202.0

此次获取的所有 TCP

208.0

此次获取的所有标签

1168.0

自定义端口数据

1456.0

状态码

如果没有错误,将返回状态码 1100。 否则,将返回相应的错误码。

调用该指令后,如在 10 秒内未收到来自 Mech-Vision 的视觉结果,则将返回超时错误状态码。

数据传输状态

该参数用于显示返回的数据是否是新的 TCP。

1:表示返回的数据是新的 TCP,请读取。

此次获取的所有 TCP

单个 TCP 所含信息包括空间坐标 (XYZ)和欧拉角 (ABC)。

此次获取的所有标签

与位姿对应的物体信息标签。标签应该是一个正整数,否则应在 Mech-Vision 工程中使用“标签映射”步骤将其映射为正整数。如果输出步骤上没有标签端口,则该字段填充为 0。

自定义数据项

输出步骤上自定义数据类型对应端口的自定义数据。

自定义数据参数按端口名称的字母顺序 A–Z 排列。

201 指令——启动 Mech-Viz 工程

用于既使用 Mech-Vision 又使用 Mech-Viz 的场景。该指令用于运行 Mech-Viz 工程,启动对应的 Mech-Vision 工程,Mech-Viz 基于 Mech-Vision 的视觉结果规划机器人的运动路径。

在 Mech-Viz 工程资源面板中,右键单击工程名称,勾选 设为自动加载

梅卡曼德 软件系统提供了使用标准接口的Mech-Viz示例工程,供用户参考使用标准接口通信时Mech-Viz工程的搭建方式。具体介绍参见 使用标准接口的Mech-Viz示例工程

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 201

2.0

机器人位姿类型

4.0

机器人位姿

12.0(JPs)或 36.0(法兰位姿)

机器人位姿类型机器人位姿

  • 机器人位姿类型 参数指定真实机器人的位姿将以何种形式传入 Mech-Viz,其取值范围为 0~2。

  • 机器人位姿 参数值取决于 机器人位姿类型 参数值。

下表为两参数取值的关系及说明。

机器人位姿类型参数值 机器人位姿参数值 说明 适用场景

0

0, 0, 0, 0, 0, 0

无需向 Mech-Viz 传入机器人位姿,Mech-Viz 中仿真机器人将从初始位姿 JPs = [0, 0, 0, 0, 0, 0] 开始移动到第一个路径点。

工程为 Eye To Hand 模式。不推荐使用该设定。

1

机器人当前关节角+当前法兰位姿

需要将机器人的当前关节角和法兰位姿传入 Mech-Viz,Mech-Viz 中仿真机器人将从传入的关节角开始移动到第一个路径点。

工程为 Eye In Hand 模式时,推荐使用该设定。

2

机器人端自定义的关节角

需要将机器人的一个示教点(非当前关节角)传入 Mech-Viz,用于在机器人处于拍照区域外时,提前触发 Mech-Viz 工程规划下一轮路径(如下图),Mech-Viz 中仿真机器人将从传入的示教点开始运动到第一个路径点。

工程为 Eye To Hand 模式时,推荐使用该设定。

Eye To Hand 模式下应将 机器人位姿类型 设为 2 的原因:

Eye To Hand 模式下,相机可在机器人回到拍照及抓取区域之前拍照,用于提前规划下一轮抓取路径,从而缩短节拍。

若此时将 机器人位姿类型 设为 1,即将机器人当前位姿发送给 Mech-Viz 仿真机器人,可能导致仿真机器人与真实机器人轨迹不一致,发生未预知的碰撞,造成危险。

即仿真机器人将直接从当前位姿移动至 Mech-Viz 中第一个移动步骤中设置的位姿,而真实机器人可能在移动至其他位姿后才移动至上述位姿。

所以应将 机器人位姿类型 参数设为 2。

Unnamed image

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2103 状态码;否则返回对应的错误码。

202 指令——停止 Mech-Viz 工程

停止 Mech-Viz 工程的运行。若 Mech-Viz 工程未陷入无限循环或可正常停止,则不需要使用此指令。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 202

2.0

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,返回 2104 状态码;否则返回对应的错误码。

203 指令——选择 Mech-Viz 分支

当 Mech-Viz 工程中有分支步骤时,该指令可控制 Mech-Viz 工程中的分支步骤走指定的出口。

在执行该指令前请先执行 201 指令——启动 Mech-Viz 工程

Mech-Viz 工程运行至分支步骤时,将等待该指令指定出口。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 203

2.0

分支步骤编号

60.0

出口号

62.0

分支步骤编号

该参数用于指定分支的步骤编号,取值为正整数。步骤编号可在步骤参数中获取。

出口号

该参数用于指定分支的出口号,Mech-Viz 工程将沿该出口继续执行,取值为正整数,范围为1~99。

出口号为分支步骤显示的输出端口号加 1。例如,分支的端口号为 0,则出口号为 1。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2105 状态码;否则返回对应的错误码。

204 指令——设置移动索引

该指令用于设定Mech-Viz步骤的当前索引参数值。带有该参数的步骤包括“按序列移动”、“按阵列移动”、“自定义垛型”、“预设垛型”等。

在执行该指令前,请先执行 201 指令——启动 Mech-Viz 工程

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 204

2.0

步骤编号

64.0

索引值

66.0

步骤编号

该参数指定哪个步骤需要索引参数设定。

该参数值应为正整数,即待索引步骤的步骤编号。步骤编号可在步骤参数中读取。

索引值

下次执行此步骤时应设置的当前索引值。

发送该指令时,Mech-Viz 中的当前索引值将变为该参数值减 1。

当 Mech-Viz 工程运行到该指令指定的步骤时,Mech-Viz 中的当前索引值将增加 1,成为该参数的值。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2106 状态码;否则返回对应的错误码。

205 指令——获取规划路径

在执行 201 指令——启动 Mech-Viz 工程 后,该指令用于获取 Mech-Viz 规划的路径。

在使用默认设置时,该指令每次最多只能获取 20 个规划的路径点,因此,若获取的路径点数多于 20,则可以多次调用该指令。

如果工程中某个移动类步骤的路径点不应发送给机器人,请取消勾选该步骤参数中的“发送路径点”选项。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 205

2.0

路径点类型

4.0

路径点类型

该参数用于指定 Mech-Viz 将返回何种形式的路径点。

  • 1:路径点将以机器人关节角(JPs)的形式返回。

  • 2:路径点将以机器人工具位姿(TCP)的形式返回。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

数据传输状态

202.0

路径点数量

204.0

“视觉移动”位置

206.0

此次发送的所有路径点的位姿

208.0

此次发送的所有路径点的标签

1168.0

此次发送的所有路径点的速度

1248.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2100 状态码;否则返回对应的错误码。

调用该指令后,如在 10 秒内未收到来自 Mech-Viz 的视觉结果,则将返回超时错误状态码。

数据传输状态

该参数用于显示返回的数据是否是新的路径点。

1:表示返回的数据是新的视觉点,请读取。

在读取新返回的数据后,请将该参数重置为 0。

路径点数量

该参数表示返回的路径点个数,取值范围为 0~20。 在使用默认设置时,该指令每次最多只能获取 20 个规划的路径点,因此,若获取的路径点数多于 20,则可以多次调用该指令。

“视觉移动”位置

“视觉移动”路径点在整个路径中的位置。

例如,如果规划路径由以下步骤组成:“定点移动_1”,“定点移动_2”,“视觉移动”,“定点移动_3”,则“视觉移动”位置为 3。

如果路径中无“视觉移动”,则该参数值为 0。

此次发送的所有路径点的位姿

三维坐标及欧拉角,或 JPs 关节角。类型由 205 指令中的路径点类型决定。

此次发送的所有路径点的标签

位姿对应的整数标签。如果在 Mech-Vision 工程中,标签为字符串,请在输出前使用“标签映射”步骤 将标签映射为整数。如果工程中没有标签,则该参数为默认值 0。

此次发送的所有路径点的速度

移动类步骤参数中的非零速度参数百分数值。

206 指令——获取 DO 信号列表

该指令用于获取规划的 DO 信号列表。DO 信号列表用于控制多个工具或吸盘分区。

执行该指令前,需要先执行 205 指令——获取规划路径 获取 Mech-Viz 规划路径。

请根据模板工程来部署 Mech-Viz 工程,并在工程中设置对应的吸盘配置文件。模板工程位于 梅卡曼德 软件安装目录下 Mech-Center\tool\viz_project\suction_zone 文件夹。

在Mech-Viz“设置多个DO”步骤的参数中:

  • 在“接收对象”下勾选“标准接口”

  • 勾选“从视觉移动中获取DO列表”

  • 在“选择视觉移动”后的下拉框中,选择需要DO信号列表的视觉移动步骤。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 206

2.0

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

DO 信号列表

1408.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2102 状态码;否则返回对应的错误码。

DO端口值

共有 64 个 DO 信号值,为整数。

DO 信号值范围:0~999。

占位值:-1。

例如:DO 信号值为 1、3、5、6 。

1 3 5 6 -1 -1 -1 -1 -1 -1

第1位

第2位

第3位

第4位

第5位

第6位

第7位

第8位

第63位

第64位

501 指令——向 Mech-Vision 传入物体尺寸

该参数用于往 Mech-Vision 工程中动态传入物体尺寸。启动 Mech-Vision 工程前请先确认物体尺寸。

Mech-Vision 工程中应有“读取物体尺寸”步骤,且应勾选该步骤的从参数读取物体尺寸参数。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 501

2.0

Mech-Vision 工程编号

8.0

[长, 宽, 高]

68.0

Mech-Vision 工程编号

Mech-Vision 工程编号可在 Mech-Vision 工程列表窗口中查看,工程名称前的数字表示工程编号。

长,宽,高

传入 Mech-Vision 工程的物体尺寸。尺寸值将被“读取物体尺寸”步骤读取。

单位:毫米(mm)

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 1108 状态码;否则返回对应的错误码。

502 指令——设置外部位姿

该指令用于向 Mech-Viz 工程动态传入位姿数据,配合 Mech-Viz 软件中的“外部移动”步骤使用。

请基于模板工程部署 Mech-Viz 工程。模板工程位于 梅卡曼德 软件安装目录下 Mech-Center\tool\viz_project\outer_move 文件夹。

请将外部移动步骤放在工作流程中合适的位置。

该指令需在执行 201 指令——启动 Mech-Viz 工程 之前执行。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 502

2.0

TCP

80.0

TCP

用于设定外部移动步骤的机器人 TCP 数据。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

若指令执行正常,则返回 2107 状态码;否则返回对应的错误码。

901 指令——获取软件状态

该指令用于检查软件运行状态(Mech-Vision、Mech-Viz、Mech-Center)。

目前该指令只支持检查 Mech-Vision 是否可以开始运行工程。

发送的指令参数

参数 DB 偏移量

指令码 901

2.0

参数说明: 无参数。

返回的数据参数

参数 DB 偏移量

状态码

200.0

状态码

系统自检状态。 1101 状态码为“Mech-Vision 工程已就绪”;其他状态码为 “Mech-Vision 工程未就绪”。目前该指令只能用于检查 Mech-Vision 工程是否已就绪。

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