2. XG-X任务流程设计总览

在KEYENCE XG-X系列视觉系统中，"任务"并不是一个抽象概念，而是贯穿整个检测周期的执行骨架。一个完整的XG-X任务，从相机触发开始，到最终输出OK/NG判定信号结束，中间要经过图像采集、预处理、特征提取、测量计算、判定分支、结果输出等多个环节。理解这条任务链的组织方式，是后续进行检测逻辑设计的基础。

XG-X的任务流程本质上是一张有向图：节点代表处理单元，边代表数据流向。与普通PLC顺序扫描不同，XG-X允许在流程中嵌入分支、循环和并行处理，这使得它能够应对复杂工件的多条件检测需求。下面从任务链的构成、节点类型、分支与循环、并行处理四个层面展开。

一、任务链的基本构成

XG-X的任务链可以划分为三个逻辑段：输入段、处理段、输出段。

输入段负责获取图像。触发方式通常有三种：外部I/O触发（如光电传感器信号）、内部定时触发、以及通信指令触发（通过Ethernet/IP或PROFINET接收上位机命令）。触发信号到达后，相机执行曝光，图像数据进入控制器内存。此阶段的关键参数是触发延迟和曝光时间——触发延迟决定从信号到达到曝光开始的响应速度，曝光时间决定图像亮度与运动模糊的平衡。

处理段是任务链的核心，包含所有图像处理与逻辑判断单元。XG-X的处理单元以"单元"（Unit）为基本粒度，每个单元完成一个明确功能，例如边缘检测、斑点分析、图案匹配、尺寸测量、OCR识别等。单元之间通过图像数据或数值结果连接。处理段可以是一条直线，也可以包含分支和循环。

输出段将处理结果转化为外部可用的信号。输出形式包括：数字I/O输出（OK/NG、多路判定结果）、模拟量输出（测量值）、通信输出（将数据发送给PLC或上位机）、以及屏幕显示。输出段通常还包含结果保持和复位逻辑，确保下游设备能可靠读取。

二、流程节点的类型与作用

XG-X流程中的节点按功能可分为以下几类：

• 采集节点：控制相机触发与图像获取，是流程的起点。
• 图像处理节点：对图像进行滤波、二值化、边缘增强等预处理，为后续测量做准备。
• 测量/检测节点：执行具体检测算法，输出数值或判定结果。例如边缘位置、圆直径、缺陷面积、匹配得分。
• 逻辑节点：包括条件分支、循环控制、并行分支、合并节点。它们不直接处理图像，而是控制流程走向。
• 计算节点：对多个测量结果进行算术运算或逻辑组合，例如计算两个边缘的距离、判断多个条件是否同时满足。
• 输出节点：将结果写入I/O、通信端口或变量区。

每个节点都有输入端口和输出端口。输入端口接收图像或数值，输出端口传递处理后的图像或结果。节点之间的连接线代表数据流方向，而不是简单的执行顺序——这一点在并行处理时尤为重要。

三、分支、循环与并行处理

条件分支是XG-X流程中最常见的控制结构。典型场景是：先进行粗定位，根据定位结果决定后续检测区域。例如，先用图案匹配找到工件上的基准标记，如果匹配得分低于阈值，则直接跳转到NG输出，不再执行后续测量；如果匹配成功，则进入精测分支。这种"先判断、后处理"的结构可以显著缩短NG工件的处理时间。

分支的实现方式通常是在流程中插入一个"条件分支节点"，该节点读取某个测量结果或变量，根据预设条件将数据流导向不同路径。XG-X支持多路分支，最多可配置数十条分支路径，每条路径可以包含独立的处理单元链。

循环结构用于对同一区域重复执行相同处理，或对多个工件位置依次检测。例如，在一个托盘上检测多个相同零件时，可以用循环节点控制检测单元重复执行，每次循环改变ROI位置或工件编号。循环次数可以是固定值，也可以由变量动态决定。循环体内可以嵌套分支，但嵌套层数不宜过深，否则会降低流程可读性和执行效率。

并行处理是XG-X区别于普通视觉控制器的重要能力。并行分支允许两个或多个处理链同时执行，各自独立处理不同的图像区域或不同的检测项目。例如，一条分支检测工件外轮廓尺寸，另一条分支检测表面字符，两条分支共享同一张采集图像，但处理过程互不干扰。并行处理可以充分利用多核处理器的计算资源，缩短整体检测周期。

需要注意的是，并行分支的汇合点必须明确。XG-X通常提供"合并节点"来同步并行分支的结果，确保所有分支完成后才进入输出段。如果某个分支提前完成，合并节点会等待其他分支，避免结果错乱。

四、任务链设计中的关键参数与判断依据

设计任务流程时，有几个参数直接决定检测的稳定性和节拍：

这些参数没有统一最优值，需要根据工件材质、运动速度、光照条件和检测精度要求综合调整。例如，检测高速传送带上的金属零件时，曝光时间通常设为0.1 ms以下，同时配合频闪光源；而检测静止的玻璃面板时，曝光时间可以放宽到5 ms以上，以获取更充分的图像亮度。

五、流程设计的常见问题与规避

初学者在设计XG-X任务流程时，容易陷入几个误区。一是把所有处理单元串成一条直线，导致NG工件也要走完全部检测步骤，浪费节拍。正确的做法是在定位之后尽早插入分支判断，让明显不合格的工件提前退出。二是并行分支没有设置合并节点，导致输出结果不确定。三是循环体内嵌套过深的分支，使流程难以维护。建议循环体内部只保留必要的检测单元，复杂逻辑放到循环外处理。

理解任务链的完整结构，是后续进行具体检测逻辑设计的前提。下一阶段将进入具体检测单元的参数配置与调试方法。