机器视觉系统典型的集成解决方案

作者:Tigervs    发布时间:2019-08-06    浏览量:

精心设计的机器视觉系统使制造商能够提高产品质量,加强过程控制,提高生产效率,同时降低总体拥有成本。良好的设计始于根据机器的自动化任务选择运动视觉集成类型。

集成机器视觉设计

集成机器视觉设计方案

在集成机器视觉系统中,运动和视觉系统可以具有不同级别的交互,从基本信息交换到基于视觉的高级反馈。交互水平取决于机器的要求,即顺序,准确度和精度,以及机器必须执行的任务的性质。根据运动和视觉系统之间的相互作用水平,设计可以基于以下四种类型的集成之一:协同集成,同步集成,视觉引导运动和视觉伺服控制。对于高投资回报率,机器必须满足部署时的指定要求,并且必须适应下一代流程和产品改进。

协同整合

协同集成是最基本的集成类型。在这种类型的集成中,运动和视觉系统交换基本信息,例如速度或时基。运动和视觉系统之间的通信时间通常为数十秒。协同集成的一个很好的例子是Web检查系统(图1)。在卷筒纸检查系统中,运动系统通常以恒定的速度移动卷筒纸。视觉系统生成脉冲序列以触发相机,并使用捕获的图像来检查网络。视觉系统需要知道网络的速度,以确定触发摄像机的速率。

机器视觉协同整合

同步集成

在同步集成中,运动和视觉系统通过高速I / O触发同步。在运动和视觉系统之间连接的高速信号用于触发事件并在两个系统之间传递命令。此I / O同步有效地同步在各个系统上运行的软件例程。同步集成的一个很好的例子是高速排序,其中根据特定图像特征(例如颜色,形状或大小)的差异对对象进行排序。

机器视觉方案同步集成

在高速分拣应用中,视觉系统触发相机捕捉在相机上移动的部件的图像(图2)。运动系统使用相同的触发器来捕获零件的位置。接下来,视觉系统分析图像以确定感兴趣的部分是否存在于该位置。如果是,则缓冲该位置。由于输送机以恒定速度移动,因此运动系统可以使用缓冲位置来触发输送机下方的空气喷嘴。当部件到达空气喷嘴时,触发空气喷嘴将部件移动到不同的输送机,对不同颜色的部件进行分类。高速分选广泛用于食品工业中以分类产品类型或丢弃有缺陷的产品。它实现了高吞吐量,降低了劳动力成本。

视觉引导动作

机器视觉引导动作

在视觉引导运动中,视觉系统为运动系统提供一些指导,例如零件的位置或零件方向的误差。当我们从基本类型转变为更高级的集成类型时,运动和视觉系统之间会有一层额外的交互。例如,除视觉引导外,您还可以进行高速I / O触发。

视觉引导运动的一个很好的例子是灵活的喂食。在柔性进料中,零件以随机位置和方向存在。视觉系统拍摄零件的图像,确定零件的坐标,然后为运动系统提供坐标(图3)。运动系统使用这些坐标将致动器移动到部件以拾取它。它还可以在放置之前校正零件的方向。通过这种实现,您不需要任何夹具来定位和定位零件,而不是在拾取和放置过程之前。您还可以将检查步骤与放置任务重叠。例如,视觉系统可以检查部件是否有缺陷并向运动系统提供通过/未通过信息,然后执行器可以丢弃有缺陷的部件而不是放置它。

机器视觉运动控制

图4示出了图3中描述的视觉引导运动系统的框图。视觉系统至少每秒一次向运动轨迹发生器提供部件的位置。这种类型的处理需要快速的实时系统,以满足视觉引导运动系统的定时和处理需求。

在视觉引导运动系统中,视觉系统仅在移动开始时为运动系统提供指导。在移动期间或之后没有反馈来验证移动是否正确执行。缺乏反馈使得移动容易在像素到距离转换中出错,并且移动的准确性完全取决于运动系统。这些缺点在高精度应用中变得突出,其移动范围为毫米和亚毫米。

视觉伺服控制

如果视觉系统在移动期间向运动系统提供连续反馈,则可以消除视觉引导运动的缺点。在视觉伺服控制中,视觉系统为运动系统提供初始指导以及在移动期间的连续反馈。视觉系统捕获,分析和处理图像,以位置设定点(动态外观和移动)或实际位置反馈(直接伺服)的形式提供反馈。视觉伺服控制可减少从像素到距离转换的误差影响,并提高现有自动化的精度和准确性。通过可视伺服控制,您可以解决以前被认为无法解决的应用,例如需要微米或亚微米对准的应用。视觉伺服实施,

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