您现在的位置:>  首页 > 新闻中心 > 行业动态
联系我们

电 话:0571-88855790/88855791

传 真:0571-88315242

地 址:杭州市余杭区龙潭路7号未来科技研创园A座三楼320室

模拟机器视觉工控机系统集成需求及工作流程

来源:杭州东田工控  日期:2019-05-20

    中国经济经过数十年的高速发展,在很多领域完成了从无到有、从不能到可以的跃变,很多原来使用的人工工序正逐渐被机器所取代,从而对机器视觉系统产生了越来越多的需求,在这种情况下,机器视觉工控机孕育而生。

    机器视觉系统集成时,涉及到多门技术,基本的系统也需要照明、成像、图像数字化、图像处理算法、计算机软件硬件等,稍微复杂一点的系统还会用到机械设计、传感器、电子线路、PLC、运动控制、数据库、SPC等等。要把这么多不同方面的技术和知识组合到系统里,使其相互完美配合并稳定地工作,对系统集成人员提出了很高的要求。

    例如放置和固定工件、观察和估计位置、检测外观尺寸、确定产品的一致性、检验产品质量等。一方面是随着对生产速度和产品质量的要求越来越高,对检测速度和精度的要求超过了肉眼的能力;另一方面是因为成像技术、计算机技术或图像处理技术的发展,机器视觉系统能够完成的任务越来越复杂,成本也越来越低。

    而机器视觉系统涉及到照明、成像、电子、自动控制、计算机软件硬件、机械设计、传感器、光学等各方面,把这些不同的技术集成到1个系统内,并使其相互完美配合工作,本身就是艰巨的任务。本文将从机器视觉工控机的需求分析、资源配置、系统集成等几个方面的内容进行介绍。

    一、需求分析

    准确地描述机器视觉系统需要完成的功能和工作环境,对于整个机器视觉系统的成功集成是至关重要的。

    对于需求的描述,实际定义了视觉系统工作的场景,而围绕这个场景设计1个系统来获取合适的图像,并提取有用的信息或控制生产过程就是我们工作的目标。例如:检测什么东西?检测的目标物是什么?形状是什么样的?检测哪些指标?状态?尺寸?位置?粘连?差异?毛刺?颜色?目标多大?物体具体尺寸是多少?工作距离?安装摄像机到被测物体的距离最大允许多远?能否自由调节?全自动测量还是手动?每分钟测量多少个?物体是什么材料的,表面光学性质怎样?工作环境的温度、湿度、粉尘、防水、杂散光线情况等等。

    二、资源配置

    由于需求不同,对机械部分的要求差别很大,如果是全自动的机器视觉系统,机械部分一般需要完成的功能有理料、输送、定位、剔除、下料等功能,而有的机器视觉系统则只需要适当的固定支架来固定相机、镜头和计算机即可,差别很大。

    在实际应用中,得到场景的图像很容易,但是得到1幅适合机器视觉算法要求的图像则很难,因为被测目标多种多样,形状大小不同,检测指标各异,而且各种材料的反光特性及颜色也不一样,要把所需要检测的特征突显出来,而对不需要的特征加以抑制,并不是简单的任务。这主要通过设计或选择合适的照明光源来解决。针对特定的物体和场景,设计/选取成本低廉、安装简单、照明效果好的照明系统,就是我们搭建机器视觉系统首先需要完成的任务。

    选择相机时,可以选择用USB接口或1394接口的相机,这样可以省掉1个板卡的费用,以后硬件或软件升级时工作量会小一些。对于高端的应用,除了CameraLink,似乎别无选择。新开发的GigE接口相机,由于TCP/IP协议Packet传输的特性,在某些场合是不能保证数据的实时性的,但它的优点是数据线距离可以很长,主机可以安装在办公室内,这样现场就只需要适当地安装和保护相机和镜头。镜头的可选择性更少,除了Computar,Nikon,Tamron,Navitar及Moritex几个制造商外,市场上也没有多少选择空间,当然大多数情况下,也就够用了。如果需要更好的成像效果,可以采用单反相机镜头,这样做一般需要转接口。

    如果安装空间允许,选择基于工控机的视觉系统还是有更多的优点的。但是,如果现场必须使用体积很小的嵌入式系统,那么可以选择嵌入式工控机。

    作为1个子系统完美配合工作中的机器视觉系统,自然会用到光电传感器、数字IO接口、PLC、运动控制等工业控制元器件,这些方面的知识也是必不可少的。一般在整个系统的开发过程中,这方面花费的时间和精力是很少的。

    明确了我们的需求,估计了我们需要配置的资源,理解了各子系统需要完成的工作,就到了把这些知识综合考虑组成1个整机系统的时候了。尽量使用能够采购的零件,把系统分割成多个模块,把每1部分集成到一起,确保能够正确地工作,然后再把这些模块组成1个大系统。工业现场各种机器同时工作,有时振动会导致问题。例如,如果算法采用两幅图像相减的方法,肯定不能正常工作,因为振动导致的图像移位,使得图像已经对不准了。这种情况下,尺寸测量也会产生误差。所以,系统集成的过程中,最好能够模拟现场情况,否则很难1次成功。

备注:本文为东田工控原创文章,禁止转载,如需转载请注明出处:http://www.dongtiantech.com

  • 电话咨询

  • 4008-0571-96