淺析omron視覺系統(tǒng)F150在玻錐行業(yè)中的應(yīng)用

視覺檢測技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興檢測技術(shù)，介紹omron視覺系統(tǒng)F150在安飛電子玻璃有限責(zé)任公司玻錐生產(chǎn)線上的應(yīng)用。系統(tǒng)控制器通過專用信號(hào)線與攝像機(jī)及光源裝置相連，使用者可手持編程器，在顯示器上選擇測量模式，檢查區(qū)域及設(shè)定檢查條件。最后在控制器中產(chǎn)生特定信號(hào)，由omronPLC接收控制執(zhí)行元件產(chǎn)生程序要求的動(dòng)作，完成取像、檢測、執(zhí)行等動(dòng)作。系統(tǒng)的使用包括判斷條件設(shè)置、檢查項(xiàng)目和領(lǐng)域設(shè)定、測量并輸出顯示等。

1引言

機(jī)器視覺技術(shù)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，在近三十年中有迅速的發(fā)展。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息并自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，易于設(shè)計(jì)信息及加工控制信息集成。因此在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，機(jī)器視覺系統(tǒng)被廣泛用于工業(yè)監(jiān)視、成品檢驗(yàn)、質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)測量等領(lǐng)域。工業(yè)視覺系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)，尤其是要求高速化或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機(jī)器視覺來替代人工視覺。玻錐生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度很高，目前用視覺識(shí)別系統(tǒng)取代人工進(jìn)行檢測不僅可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能減少次品和提高生產(chǎn)效率。但是機(jī)器視覺系統(tǒng)也有它的局限性，因此對(duì)于不同的檢測對(duì)象或不同的工藝要求要具體分析，采取不同的檢測方案。故在此介紹在安飛公司的玻殼生產(chǎn)線中采用機(jī)器視覺取代人工視覺進(jìn)行檢測的應(yīng)用方法。

2歐姆龍F(tuán)150視覺系統(tǒng)簡介

(1)基本原理:機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)通常采用CCD(ChargeCoupleDevice)。攝像機(jī)攝取檢測圖像并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對(duì)圖像數(shù)字信號(hào)處理，得到所需的目標(biāo)圖像特定值，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別、坐標(biāo)計(jì)算、灰度分布圖等功能。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)能夠根據(jù)檢測結(jié)果快速的顯示圖像、輸出數(shù)據(jù)、發(fā)布指令。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可配合其完成位置調(diào)整、好壞篩選、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等自動(dòng)化流程。與人工視覺相比，機(jī)器視覺最大的優(yōu)點(diǎn)是精確、快速、可靠、穩(wěn)定以及信息數(shù)字化。機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由圖像的獲取、圖像的處理和輸出顯示組成。

圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機(jī)等，其中關(guān)鍵的部件為攝像機(jī)中的CCD由分布于其上的各個(gè)像元光敏二極管的線性陣列或矩形陣列構(gòu)成，通過順序輸出每個(gè)二極管的電壓脈沖，實(shí)現(xiàn)將圖像光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的目的。輸出的電壓脈沖序列可以直接以RS-170制式輸入標(biāo)準(zhǔn)顯示器，或者輸入計(jì)算機(jī)的內(nèi)存進(jìn)行數(shù)值化處理。CCD是目前最常用的機(jī)器視覺傳感器，圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)。輸出設(shè)備與過程相連，包括監(jiān)視界面、過程控制器和報(bào)警裝置等。攝像數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和故障圖形的分析和比較，若發(fā)現(xiàn)不良產(chǎn)品，則發(fā)出NG信號(hào)報(bào)警，并通知PLC進(jìn)行下一步處理。機(jī)器視覺檢測的結(jié)果可以作為計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量CAQ(ComputerAidedQuality)系統(tǒng)的信息來源，也可以和其他控制系統(tǒng)集成。

(2)主要性能指標(biāo):安飛公司玻錐生產(chǎn)線視覺檢測系統(tǒng)采用歐姆龍公司的F150視覺傳感器。系統(tǒng)像素為512×480，可以記錄二十三個(gè)個(gè)不同物件的標(biāo)準(zhǔn)畫面，存儲(chǔ)二十三個(gè)畫面不合格物件圖像，即可確定二十三種不合格的情況，以便于在生產(chǎn)中進(jìn)行比較和回饋。圖像處理采用二值化方法。數(shù)據(jù)及圖像的存儲(chǔ)通過RS232接口與PLC相連。攝影機(jī)和光源裝置為F150-C1×E-C型