模切片分檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

1、模切片分檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)模切技術(shù)是指利用鋼刀、五金模具、鋼線（或鋼板雕刻成的模版），通過(guò)壓印版施加一定的壓力，將印品或紙板軋切成一定形狀。在模切加工時(shí)，常常會(huì)造成模切片的缺失，必須進(jìn)行分檢，本文提出了以機(jī)器視覺(jué)為基礎(chǔ)的分檢系統(tǒng)。1分檢總體設(shè)計(jì)與系統(tǒng)工作流程所謂分檢就是要將對(duì)象物體依據(jù)一定的要求區(qū)分開(kāi)，并分別檢出。因此，分檢的工作要有判斷與檢出兩個(gè)部分。判斷即目標(biāo)物體的識(shí)別，本文用機(jī)器視覺(jué)的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。基于機(jī)器視覺(jué)的模切片分檢系統(tǒng)由的硬件平臺(tái)為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)，達(dá)到視覺(jué)檢測(cè)以及模切片分檢的目的，需要構(gòu)建計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)需要完成這樣一些工作：圖像的采集（模擬眼睛的功能）圖像的解釋?zhuān)瑘D像的理解

2、和目標(biāo)的識(shí)別，結(jié)果的輸出與執(zhí)行?；竟ぷ髁鞒蹋簜魉湍繕?biāo)物體、目標(biāo)觸發(fā)傳感器檢測(cè)、觸發(fā)信號(hào)給定計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)采集圖像、圖像分析處理、判斷結(jié)果交給PLG執(zhí)行動(dòng)作。根據(jù)工作流程，采用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行分檢工作時(shí)，需要有背景，往往在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，背景就是傳送帶。傳送帶傳送目標(biāo)時(shí)，采用光電傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦目標(biāo)物體到達(dá)指定位置。傳感器將到位信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，那么計(jì)算機(jī)就要驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)采集目標(biāo)圖像，然后計(jì)算機(jī)就要對(duì)圖像進(jìn)行處理分析，并得出結(jié)論，結(jié)論再交給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行。根據(jù)機(jī)器視覺(jué)的功能與特點(diǎn)，一般的機(jī)器視覺(jué)的硬件系統(tǒng)可以按照?qǐng)D1所示，搭建起完整的從圖像的采集到圖像的分析和處理再到信息的傳遞與執(zhí)行的視

3、覺(jué)處理系統(tǒng)。2硬件的選用與設(shè)計(jì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是模擬人眼進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算的，要保證整個(gè)系統(tǒng)具有良好的性能，必須確保系統(tǒng)有一雙好眼睛（獲得高質(zhì)量的圖像）。高質(zhì)量圖像是指能夠真實(shí)記錄目標(biāo)對(duì)象的顏色、紋理、結(jié)構(gòu)等狀態(tài)的圖像，它的好壞直接影響識(shí)別與檢測(cè)的結(jié)果。因此，獲取高質(zhì)量圖像是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行工作的第一步。影響圖像質(zhì)量的因素主要有三個(gè)方面，即相機(jī)、光源與目標(biāo)物體本身。（1）采用的光源。光源在系統(tǒng)中的作用是為采集圖像提供穩(wěn)定的照明。光源協(xié)助視覺(jué)接受能感應(yīng)的圖像。光源主要有自然光源和特定光源。本文采用LED光源。（2）系統(tǒng)采用的圖像采集裝置。攝像機(jī)是整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)的信息輸入設(shè)備，模擬了人眼睛的功能，主要的功能

4、就是采集圖像并將圖像送到處理中心。一般攝像機(jī)分為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和模擬攝像機(jī)兩大類(lèi)。模擬攝像頭采集的圖像信號(hào)是以模擬信號(hào)的方式輸出的，要將模擬信號(hào)，通過(guò)同軸電纜送入視頻采集卡或者圖像采集卡，通過(guò)圖像采集卡將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，然后計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行運(yùn)算。數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過(guò)串、并口或者US噴口傳到計(jì)算機(jī)里。本文采用了愛(ài)國(guó)者DLCW-L130H高清晰彩色工業(yè)相機(jī)，這款工業(yè)相機(jī)是由華旗數(shù)碼技術(shù)實(shí)驗(yàn)室最新開(kāi)發(fā)的，高速USB2.0接口和大面陣CMOSS像傳感器組成的高分辨率彩色數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。該產(chǎn)品全面兼容MICROSOFTWINDOWS應(yīng)用環(huán)境。該相機(jī)為即插即用型設(shè)備，用數(shù)據(jù)線將相機(jī)和計(jì)算機(jī)直

5、接進(jìn)行連接。那么驅(qū)動(dòng)程序會(huì)將圖像數(shù)據(jù)裝載在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，只要解讀內(nèi)存數(shù)據(jù)就可以得到圖像數(shù)據(jù)了。相機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序提供了非常豐富的函數(shù)供用戶調(diào)用3）系統(tǒng)采用的圖像處理平臺(tái)。攝像機(jī)采集到的數(shù)據(jù)，需要傳給上位機(jī)進(jìn)行處理。上位機(jī)實(shí)時(shí)獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)各種的數(shù)據(jù)運(yùn)算得到運(yùn)算結(jié)果，然后上位機(jī)將處理的結(jié)果顯示出來(lái)，或者通過(guò)直接數(shù)字控制的方式進(jìn)行控制或者通過(guò)通信的方式通知下位機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。一般視覺(jué)系統(tǒng)的上位機(jī)系統(tǒng)可分為基于PC機(jī)系統(tǒng)和基于PLC系統(tǒng)。本文采用基于PC機(jī)的系統(tǒng)。攝像機(jī)傳送的為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)US噴口將信號(hào)交給軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理，實(shí)驗(yàn)采用的是筆記本電腦，CPU*酷睿雙核，主頻為2.0Ghz,基

6、本上能夠滿足需要。（4）系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。計(jì)算機(jī)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到相應(yīng)的結(jié)果，需要交給執(zhí)行裝置進(jìn)行執(zhí)行。一般執(zhí)行過(guò)程比較簡(jiǎn)單的可以直接用開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，如電磁閥等等。如果處理的對(duì)象體積等參數(shù)較大或者處理流程較為復(fù)雜，那么上位機(jī)只要處理判斷流程，判斷結(jié)果可以交給下位機(jī)平臺(tái)進(jìn)行處理，下位機(jī)目前的主流為可編程控制器系統(tǒng)。本文主要采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為自動(dòng)生產(chǎn)流水線，其中包括了傳送帶、氣缸、電磁閥、可編程控制器、機(jī)械手、變頻器等。PLC收到執(zhí)行信號(hào)后，將控制傳送帶動(dòng)作，并驅(qū)動(dòng)氣閥執(zhí)行規(guī)定動(dòng)作。下位機(jī)采用的是三菱FX1S-20MT通過(guò)編程，下位機(jī)系統(tǒng)可以采集開(kāi)關(guān)信號(hào)，并執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。本文中上位機(jī)和下位機(jī)采用的通信方式為編程口通信，這種方式代價(jià)較小，也比較容易實(shí)現(xiàn)。3結(jié)語(yǔ)一般