模切片分檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計

1、模切片分檢系統(tǒng)的硬件設(shè)計模切技術(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，常常會造成模切片的缺失，必須進行分檢，本文提出了以機器視覺為基礎(chǔ)的分檢系統(tǒng)。1分檢總體設(shè)計與系統(tǒng)工作流程所謂分檢就是要將對象物體依據(jù)一定的要求區(qū)分開，并分別檢出。因此，分檢的工作要有判斷與檢出兩個部分。判斷即目標物體的識別，本文用機器視覺的手段來實現(xiàn)?；跈C器視覺的模切片分檢系統(tǒng)由的硬件平臺為了實現(xiàn)機器視覺，達到視覺檢測以及模切片分檢的目的，需要構(gòu)建計算機控制系統(tǒng)。整個系統(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，圖像的理解

2、和目標的識別，結(jié)果的輸出與執(zhí)行。基本工作流程：傳送目標物體、目標觸發(fā)傳感器檢測、觸發(fā)信號給定計算機、攝像機采集圖像、圖像分析處理、判斷結(jié)果交給PLG執(zhí)行動作。根據(jù)工作流程，采用機器視覺進行分檢工作時，需要有背景，往往在工業(yè)現(xiàn)場中，背景就是傳送帶。傳送帶傳送目標時，采用光電傳感器進行監(jiān)測，一旦目標物體到達指定位置。傳感器將到位信號傳送給計算機，那么計算機就要驅(qū)動攝像機采集目標圖像，然后計算機就要對圖像進行處理分析，并得出結(jié)論，結(jié)論再交給執(zhí)行機構(gòu)進行相應(yīng)的動作執(zhí)行。根據(jù)機器視覺的功能與特點，一般的機器視覺的硬件系統(tǒng)可以按照圖1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、覺處理系統(tǒng)。2硬件的選用與設(shè)計機器視覺技術(shù)是模擬人眼進行測量和計算的，要保證整個系統(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記錄目標對象的顏色、紋理、結(jié)構(gòu)等狀態(tài)的圖像，它的好壞直接影響識別與檢測的結(jié)果。因此，獲取高質(zhì)量圖像是機器視覺系統(tǒng)進行工作的第一步。影響圖像質(zhì)量的因素主要有三個方面，即相機、光源與目標物體本身。（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。攝像機是整個視覺系統(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。一般攝像機分為數(shù)字攝像機和模擬攝像機兩大類。模擬攝像頭采集的圖像信號是以模擬信號的方式輸出的，要將模擬信號，通過同軸電纜送入視頻采集卡或者圖像采集卡，通過圖像采集卡將視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，然后計算機才能進行運算。數(shù)字攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者US噴口傳到計算機里。本文采用了愛國者DLCW-L130H高清晰彩色工業(yè)相機，這款工業(yè)相機是由華旗數(shù)碼技術(shù)實驗室最新開發(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)字攝像機。該產(chǎn)品全面兼容MICROSOFTWINDOWS應(yīng)用環(huán)境。該相機為即插即用型設(shè)備，用數(shù)據(jù)線將相機和計算機直

5、接進行連接。那么驅(qū)動程序會將圖像數(shù)據(jù)裝載在計算機內(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。相機的驅(qū)動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。攝像機采集到的數(shù)據(jù)，需要傳給上位機進行處理。上位機實時獲得檢測數(shù)據(jù)后，經(jīng)過各種的數(shù)據(jù)運算得到運算結(jié)果，然后上位機將處理的結(jié)果顯示出來，或者通過直接數(shù)字控制的方式進行控制或者通過通信的方式通知下位機執(zhí)行相應(yīng)的動作。一般視覺系統(tǒng)的上位機系統(tǒng)可分為基于PC機系統(tǒng)和基于PLC系統(tǒng)。本文采用基于PC機的系統(tǒng)。攝像機傳送的為數(shù)字信號，通過US噴口將信號交給軟件系統(tǒng)進行分析和處理，實驗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)行機構(gòu)。計算機對圖像數(shù)據(jù)進行分析，得到相應(yīng)的結(jié)果，需要交給執(zhí)行裝置進行執(zhí)行。一般執(zhí)行過程比較簡單的可以直接用開關(guān)量進行控制，如電磁閥等等。如果處理的對象體積等參數(shù)較大或者處理流程較為復(fù)雜，那么上位機只要處理判斷流程，判斷結(jié)果可以交給下位機平臺進行處理，下位機目前的主流為可編程控制器系統(tǒng)。本文主要采用的執(zhí)行機構(gòu)為自動生產(chǎn)流水線，其中包括了傳送帶、氣缸、電磁閥、可編程控制器、機械手、變頻器等。PLC收到執(zhí)行信號后，將控制傳送帶動作，并驅(qū)動氣閥執(zhí)行規(guī)定動作。下位機采用的是三菱FX1S-20MT通過編程，下位機系統(tǒng)可以采集開關(guān)信號，并執(zhí)行開關(guān)動作。本文中上位機和下位機采用的通信方式為編程口通信，這種方式代價較小，也比較容易實現(xiàn)。3結(jié)語一般