1. 课程导入与协同架构总览
在智能制造产线中，PLC 负责运动、逻辑与安全，机器视觉负责测量、识别与定位，两者若各自为政，就会出现"看得见却动不准、动得快却看不全"的割裂。MELSEC iQ-R 系列 PLC 的价值，正是把视觉系统从"外挂设备"变成"可编程的协同单元"：视觉结果不再只显示在相机软件界面上，而是以结构化数据进入 PLC 的 CPU，参与判定、分支、补偿与追溯。本课程围绕这条主线展开，先建立整体架构认知，再逐层深入到数据交互、触发时序、坐标标定与异常处理。
一、三种典型协同模式
iQ-R 与机器视觉的协同，按耦合深度可分为三类，选择哪一种取决于节拍、精度与柔性要求。
- I/O 硬线协同：PLC 通过输入输出模块给出触发信号，视觉输出 OK/NG 或少量结果位。结构最简单、响应最快，但只能传递"通过/不通过"这类粗粒度信息，无法传坐标和测量值。
- 通信协同（以太网/CC-Link IE）：视觉系统作为网络节点，与 iQ-R 通过 SLMP、Socket 或 CC-Link IE Field 交换数据。可传输坐标、角度、条码、测量值等结构化数据，是当前产线最主流的模式。
- 深度集成协同：使用 iQ-R 的视觉/图像处理模块或与 iQ-R 配套的视觉单元，触发、采集、处理、结果回写在同一背板或同一工程环境中完成，时序确定性最高，适合高节拍、高同步要求的场合。
三种模式并非互斥。实际项目中常见"通信传结果 + I/O 传急停与触发"的混合结构，用硬线保证实时性，用以太网保证信息量。
二、数据流与硬件组成
以最典型的通信协同为例，一次完整的视觉协同动作包含如下数据流：传感器检测到工件到位 → iQ-R 通过输出模块或网络指令发出触发 → 视觉系统采集图像并处理 → 视觉将结果（判定、X/Y 坐标、角度、条码等）写入约定的数据区 → iQ-R 读取结果并执行分支（合格放行、NG 剔除、坐标补偿）→ 结果写入 PLC 数据寄存器供追溯系统读取。
硬件层面，iQ-R 侧通常包含：电源模块、CPU 模块（如 R04CPU/R08CPU）、以太网模块（RJ71EN71）或 CC-Link IE Field 模块、输入输出模块、以及用于坐标补偿的运动模块。视觉侧包含相机、镜头、光源、视觉控制器或智能相机。两者之间由工业以太网交换机或专用网络连接，触发信号可由 I/O 或网络指令承担。
三、学习路线图
本课程按"认知—连接—数据—时序—标定—异常—集成"的递进顺序组织，共 30 章。前段建立架构与硬件认知，中段深入通信配置与数据映射，后段聚焦触发时序、坐标标定、异常处理与整线集成。建议的学习节奏是：每章先理解对象与数据关系，再动手配置或编写示例程序，最后用可观察的结果验证是否达成目标。
| 阶段 | 核心内容 | 可观察的成果 |
|---|---|---|
| 认知与架构 | 协同模式、硬件组成、数据流 | 能画出本产线的协同框图 |
| 连接与数据 | 以太网/SLMP 配置、数据区映射 | PLC 能读到视觉结果字 |
| 时序与触发 | 触发方式、握手、节拍匹配 | 连续运行无丢触发、无错位 |
| 标定与补偿 | 像素坐标到机械坐标转换 | 补偿后定位误差在允许范围内 |
| 异常与集成 | NG 处理、超时、追溯、整线联调 | 异常可复现、可定位、可恢复 |
四、先建立三个关键约定
在进入具体配置前，先统一三个约定，后续章节和图示都以此为准。
- 坐标参照：本文默认以相机视野左上角为像素原点，X 向右为正、Y 向下为正；机械坐标以设备基准点为原点，方向由现场定义。两者转换关系在标定章节明确给出，切换参照系时会单独说明。
- 触发极性：默认上升沿触发，即信号由 0 变为 1 时视觉开始采集。若现场使用下降沿，需在视觉侧和 PLC 侧同时确认，避免"发了触发却没采集"。
- 数据区约定：视觉结果统一写入 PLC 的 D 寄存器或链接寄存器，按"判定字 + X + Y + 角度 + 条码"的顺序排列，具体地址在数据映射章节给出示例。
把这三件事先定下来，后面遇到的多数"通信正常但结果不对""触发发了但节拍错位"问题，都能快速定位到是参照系、极性还是地址偏移出了偏差。