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浅析omron视觉系统F150在玻锥行业中的应用
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浅析omron视觉系统F150在玻锥行业中的应用
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视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术,介
浅析omron视觉系统F150在玻锥行业中的应用
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视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术,介绍omron视觉系统F150在安飞电子玻璃有限责任公司玻锥生产线上的应用。系统控制器通过专用信号线与摄像机及光源装置相连,使用者可手持编程器,在显示器上选择测量模式,检查区域及设定检查条件。最后在控制器中产生特定信号,由omron PLC接收控制执行元件产生程序要求的动作,完成取像、检测、执行等动作。系统的使用包括判断条件设置、检查项目和领域设定、测量并输出显示等。
机器视觉技术作为计算机科学的一个重要分支,在近三十年中有迅速的发展。由于机器视觉系统可以快速获取大量信息并自动进行数据处理,易于设计信息及加工控制信息集成。因此在现代自动化生产过程中,机器视觉系统被广泛用于工业监视、成品检验、质量控制和数据测量等领域。工业视觉系统是实现现场工业自动化的基础技术,尤其是要求高速化或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉。玻锥生产线的自动化程度很高,目前用视觉识别系统取代人工进行检测不仅可以减轻工人劳动强度,而且能减少次品和提高生产效率。但是机器视觉系统也有它的局限性,因此对于不同的检测对象或不同的工艺要求要具体分析,采取不同的检测方案。故在此介绍在安飞公司的玻壳生产线中采用机器视觉取代人工视觉进行检测的应用方法。
2 欧姆龙 F150视觉系统简介
(1)基本原理:机器视觉检测系统通常采用CCD(Charge Couple Device)。摄像机摄取检测图像并将其转化为数字信号,再采用先进的计算机硬件与软件技术对图像数字信号处理,得到所需的目标图像特定值,并在此基础上实现模式识别、坐标计算、灰度分布图等功能。机器视觉检测系统能够根据检测结果快速的显示图像、输出数据、发布指令。执行机构可配合其完成位置调整、好坏筛选、数据统计等自动化流程。与人工视觉相比,机器视觉最大的优点是精确、快速、可靠、稳定以及信息数字化。机器视觉系统主要由图像的获取、图像的处理和输出显示组成。
图像获取设备包括光源、摄像机等,其中关键的部件为摄像机中的CCD由分布于其上的各个像元光敏二极管的线性阵列或矩形阵列构成,通过顺序输出每个二极管的电压脉冲,实现将图像光信号转换成电信号的目的。输出的电压脉冲序列可以直接以RS-170制式输入标准显示器,或者输入计算机的内存进行数值化处理。CCD是目前最常用的机器视觉传感器,图像处理设备包括相应的软件和硬件系统。输出设备与过程相连,包括监视界面、过程控制器和报警装置等。摄像数据通过计算机对标准和故障图形的分析和比较,若发现不良产品,则发出NG信号报警,并通知PLC进行下一步处理。机器视觉检测的结果可以作为计算机辅助质量CAQ(Computer Aided Quality)系统的信息来源,也可以和其他控制系统集成。
(3)系统基本构成:系统中起核心作用的是控制器,基于二值化和灰度理论,可处理CCD镜头以像素为单位由光信号转换而来的电信号,并提供测量模式、输入输出和通信手段。控制器通过专用信号线与摄像机相连。使用者可手持编程器在显示器上选择测量模式,检查区域及设定检查条件。最后在控制器中产生特定信号,由可编程控制器接收,控制执行元件完成特定的动作如取像、检测、执行等。
视觉检测系统的基本结构 3 系统应用
(1)硬件连接。
(2)通讯参数设置:通讯方式:RS232,传输速率:9600bps,传输字长:8位,停止位:1位,奇偶校验:无。
。(4)检查项目和领域设定:接着设定搜索领域(region),进行方向、颜色、边缘层和位置的设定,之后进入位置补偿(position compensation)调节补偿区域及方向,最后进入数据(date)中设置表达式,在此表达式设为R1.EG-R0.EG。以上设置结束后存储设定内容,将模式更换为运行(RUN)模式进行检测。使用者可以手持式编程器的触发按键{Trigger})进行单次的测量,也可以通过可编程控制器发出“开始检测(MEASURE/C) ”命令来进行触发测量,用“结束检测 (MEASURE/E) ”来结束测量。在安飞公司的玻锥生产中就采用了后一种方法,数据将根据需要进行显示并传输到可编程控制器。
(5)摄像机检测主菜单如下:
(6)系统功能。
本系统主要实现的功能如下:摄像机共进行两次照相首次照相首先检测切割完小头的玻锥,检测切割是否成功。当检测值不在预设的正常值范围内时显示器显示NG符号,同时PLC发出报警信号将产品排除生产线。当检测正常时,程序正常进行,摄像机检测的数据自动显示在显示屏上,之后PLC使管径下移,照相机二次照相照出锥体与管径的间距,将数据传送至PLC,由PLC进行下一步处理并在显示屏上刷新数据。在实际应用中,我们注意到光源的亮度对生产的影响很大,当亮度过高时由于反光会造成检测误差,而过低时则不会正常显像。
OMRON公司的F150视觉传感器自在安飞公司玻锥生产线应用以来,系统运行稳定、可靠。其测量精度可以达到±0.001mm,完全达到生产工艺要求。该方法方便、快捷、有效地实现玻锥与管径间的测量。本系统采用的是欧姆龙公司中端的F150系统,而其最新推出的F160系统,则可以满足更高端的指标要求,但同时成本会也有一定的提高。使用者可结合不同检测系统的成本及工业现场实际要求,比较灵活的采用不同的系统。
[1]?赵守忠.传感器技术及其应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1997.查字典()
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加工定制：是品牌：日本OMRON欧姆龙型号：DMK21AF04种类：光学材料：金属材料物理性质：半导体材料晶体结构：多晶制作工艺：集成输出信号：数字型防护等级：IP65线性度：0.1（%F.S.）迟滞：0.1（%F.S.）
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&&&&&&&&&&&& 规格&项目&&&&&&&& 菜单F160-C10V2对话菜单&专家菜单&连接照相机&F150-S1A/SL20A/SL50A/SLC20/SLC50、/SLC20/SLC50&照相机连接台数&1台&2台&处理分解能&512 （H）&484 （V）&工件数&32工件（通过存储卡可以扩张）&画像存储功能&最大35画面&画像前处理&&&平滑化（强、弱）、边缘强调、边缘& 抽出（水平、垂直、 水平垂直）、膨& 胀、中值、 背景抑制等&位置偏移纠正功能&自动/ 手动 设定纠纷方& 向：X、Y、& （360。）&纠正方向：X、Y、& （360。） 检测& 模式：2 值重心&主轴角、分类、旋& 转搜索 、浓淡搜 索、边缘位置&计测区域数&32区域/工件&应用&根据7 种类选择（有无检查&、方向里外 &尺寸检 查、& 伤痕污点、异物混入、&位置检查、缺陷毛边）&&&&计测数据&按照应用自动选择&2 值重心&面积&主轴角&浓淡&高精& 度&旋转&灵活搜索&相 对位置&伤& 痕污点&可变区域面积&伤痕污点&& 浓淡边缘位置& 根数&宽度&浓度平& 均偏差&分类&1 文字识别&区分&演算功能&&&&个数：判定/ 数据/ 变数各32 个 演算& 子：四则演算、平方根、绝对值、剩余& 、距离、角 度、最大、最小、SIN、& COS、ATAN、AND、OR、NOT&结果输出&综合判定、按计测区域判定&综合判定、按计测区域判定、演算结&果、计测、演算数据&操作设计功能&&&&菜单屏蔽功能、密码功能、简化功能&画面设计功能&&&显示项目：文字例（计测值/判定结果&/时刻/ 任意文 字、计测区域名）图形&（直线/ 长方形/圆/十字光标） 制&定参数：显示色 /位置/尺寸&菜单语言&日语&英语（可以转换）&存储卡口&1个&监控器I/F&1CH （彩色/黑白）&串行通信&RS-232C/422A 1CH&并行输出&输入13点、输出23点&电源电压&DC20.4～26.4V&消费电流&约1.6A （ 2台连接时）&周围温度&动作时：0℃～ 50℃ 保存时：-25℃～ 60℃ （不结冰、结露）&周围湿度&动作、保存时：各35～85%RH （不结露）&外形尺寸&56 （W）&160 （H）&110 （D） mm （除以外的突起物）&质量(捆色状态)&约2.2kg （本体：约570g）&附属品&手册4册、安装金属工具、输入出端子用、监控器用铁 氧1个倍速照相机&项目&&&&&&&型号&F160-S2&照相元件&1/3英寸CCD&有效象素&659 （H）&494 （V）&扫描方式&1/60s非交错（逐行）模式、1/120s 2：1交错（隔行）模式&快门功能&快门方式、快门速度8阶段（1/120-1/20,000s）、以菜单变更&智能照相附带型& （视野：20mm2）、F160-SLC50 （视野：50mm2）&周围温度&动作时：0℃～ 50℃ 保存时：-25℃～ 60℃ （不结冰、结露）&周围湿度&动作、保存时：各35～85%RH （不结露）&外形尺寸&31 （W）&40 （H）&54.5 （D） mm （除接插件以外的突起物）&质量(捆色状态)&约170g （本体：约85g）&附属品&使用说明书监视器&项目&& 商品名型号& 液晶监视器 &尺寸&5.5英寸&类型&液晶彩色TFT&分辨率&320&240点&输入信号&NTSC组合影像（1.0V/75&O）&电源电压&DC20.4～26.4V&消费电流&约700mA&周围温度&动作时：0℃～ 50℃ 保存时：-25℃～ 65℃ （不结冰、结露）&周围湿度&动作、保存时：各35～85%RH （不结露）&质量（捆包状态）&约870g （本体：约610g）&附属品&使用说明、安装金属工具4个"
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