2. XG-X系统架构与换型相关模块

在XG-X系列视觉系统中，换型调试之所以不能只改一个参数就完事，根本原因在于它是一套由多个硬件模块和软件功能层协同工作的架构。理解这套架构，尤其是控制器、相机、光源、I/O和通信接口在换型中的关联方式，以及配方管理功能所处的位置，是后续所有参数配方操作的基础。

一、XG-X系统的硬件与功能分层

从换型视角看，XG-X系统可以划分为四个层次：感知层（相机与光源）、控制与处理层（控制器本体）、执行与联锁层（I/O与外部设备）、数据与通信层（以太网、串口、PLC通信等）。配方管理并不属于某一层硬件，而是横跨控制与处理层、数据与通信层的一个软件功能模块，它负责把与当前产品型号相关的一组参数、图像处理设置和通信映射打包保存，并在换型时整体调用。

控制器是系统的核心，它内部运行着图像采集、图像处理、结果判定、I/O控制和通信服务等多个任务。相机通过专用接口（如Camera Link、GigE Vision或厂商专用总线）连接到控制器，光源则通过光源控制器或直接由控制器的光源输出端口驱动。I/O模块负责与外部传感器、气缸、报警灯等交互，通信接口则负责与PLC、上位机或MES系统交换数据。换型时，这些模块并不是各自独立地改参数，而是通过配方管理功能统一协调。

二、各模块在换型中的具体关联

相机与光源的联动是最容易被忽视的一环。不同产品型号可能对应不同的打光角度和亮度，例如检测金属表面划痕时用低角度暗场照明，而检测印刷字符时用同轴光。换型时如果只改了相机的曝光时间，却没有同步切换光源的亮度和频闪延时，图像质量就会明显下降。在XG-X中，光源参数通常作为配方的一部分保存，调用配方时由控制器通过光源控制接口自动下发。

I/O模块在换型中承担的是“触发与联锁”角色。不同产品的检测节拍可能不同，触发传感器的位置或信号极性也可能变化。例如产品A用光电传感器上升沿触发，产品B用PLC发出的电平信号触发。这些I/O配置同样需要随配方切换。此外，判定结果的输出映射（如OK/NG分别对应哪个输出点）也可能因产品而异，配方管理需要把这些映射关系一并保存。

通信接口的换型关联体现在数据格式和地址映射上。当XG-X与PLC通信时，不同产品可能使用不同的数据寄存器地址来接收判定结果，或者使用不同的通信协议（如MC协议、EtherNet/IP、PROFINET）。配方中应包含通信映射表，确保换型后PLC能正确读取当前产品的检测结果。

三、配方管理在系统中的位置与作用

配方管理在XG-X中不是一个独立的硬件模块，而是控制器内部的一个参数集合管理功能。它的位置可以理解为：位于控制器软件架构的“配置层”，向上接受HMI或通信接口的配方切换指令，向下将参数分发到相机、光源、I/O和通信模块。一个配方文件通常包含以下内容：

• 相机参数：曝光时间、增益、触发模式、ROI区域、像素格式；
• 光源参数：各通道亮度、频闪宽度、延时、点亮模式；
• 图像处理参数：检测区域、阈值、模板图像、边缘参数、判定条件；
• I/O映射：输入触发源、输出判定点、报警输出、联锁条件；
• 通信映射：协议类型、寄存器地址、数据格式、心跳设置。

换型时，操作人员通过HMI选择配方号，或由PLC写入配方号，控制器读取对应的配方文件并逐项加载。加载完成后，相机、光源、I/O和通信模块都切换到新产品的参数状态。这个过程的关键在于参数的一致性：如果配方中只保存了相机参数而遗漏了光源参数，换型后就会出现“相机对了但光不对”的典型问题。

四、换型关联的实操理解

假设一条产线需要从产品A切换到产品B。产品A的配方号为001，产品B为002。操作人员在HMI上选择002后，控制器执行以下动作：从存储介质读取002号配方文件；将相机曝光从800μs改为1200μs，增益从0dB改为3dB；将光源通道1亮度从60%改为80%，频闪延时从50μs改为80μs；将I/O输入触发从上升沿改为下降沿；将PLC通信的判定结果寄存器从D100改为D200。全部加载完成后，控制器输出一个“配方切换完成”信号给PLC，PLC再启动新的检测流程。

如果换型后出现图像过暗或过亮，首先应检查光源参数是否随配方正确加载，而不是只调相机曝光。如果出现PLC读不到结果，应检查通信映射是否随配方切换。这些判断依据都来自对系统架构中“配方管理横跨各模块”这一位置关系的理解。

总结来说，XG-X的换型不是单一模块的参数修改，而是以配方管理为中枢，协调相机、光源、I/O和通信接口同步切换的系统性操作。理解这个架构，才能在换型调试中快速定位问题，而不是盲目地逐个模块试参数。