機(jī)器視覺系統(tǒng)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上的應(yīng)用

4 系統(tǒng)工作原理

4.1 VS722與PLC之間的數(shù)據(jù)通訊

視覺傳感器VS722與PLC之間的數(shù)據(jù)傳遞可以通過三種方式：

VS722提供了8DI/DO的硬件接口，可以與PLC硬件連接實(shí)現(xiàn)拍照觸發(fā)指令，結(jié)果返回等簡單的數(shù)據(jù)傳遞。

通過PROFIBUS或以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)VS722與PLC之間簡單通訊，這種通訊方式使用標(biāo)準(zhǔn)通訊功能塊FC72，通過VS LINK 用PROFIBUS總線方式 能實(shí)現(xiàn)28K字節(jié)的通訊，通過以太網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)60K字節(jié)的通訊。在這次應(yīng)用中VS722和PLC之間的通訊就是通過這種方式實(shí)現(xiàn)的。

如果數(shù)據(jù)通訊要求更高可以選擇增強(qiáng)型通訊，通過PROFIBUS 可以用背景腳本映射虛擬I/O的方式來實(shí)現(xiàn);如果要用以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型數(shù)據(jù)通訊，可以選用兩種驅(qū)動(dòng)模式：系統(tǒng)/數(shù)據(jù)連接驅(qū)動(dòng)和背景腳本觸發(fā)。

總之，VS722提供的通訊方式非常靈活方便，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)數(shù)據(jù)通訊量、實(shí)時(shí)反饋速度要求、項(xiàng)目成本等實(shí)際情況來選用合適的通訊方式。

4.2 缸體打刻號(hào)碼的識(shí)別

缸體打刻檢查控制系統(tǒng)由主控PLC、VS722、ELS、TP170B以及RFID讀寫識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成。VS722與PLC的信息傳遞通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)入工位的缸體攜帶M/P存儲(chǔ)卡，卡中存有缸體號(hào)碼信息，PLC通過串口利用RFID讀寫器從存儲(chǔ)卡中讀取號(hào)碼信息，并在觸摸屏TP170B上顯示出來。PLC通過讀取的號(hào)碼信息判斷是需要啟動(dòng)左邊或者右邊的傳感器進(jìn)行拍照，顯示了拍照的實(shí)物圖像，VS722完成拍照后馬上進(jìn)行字符識(shí)別。

為實(shí)現(xiàn)號(hào)碼的識(shí)別，需要在SPECTATION軟件中進(jìn)行編程，創(chuàng)建一個(gè)PRODUCT下載至VS722中，在PRODUCT 里定義了16個(gè)OCR軟傳感器。

4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)零部件錯(cuò)裝漏裝的實(shí)現(xiàn)

發(fā)動(dòng)機(jī)外觀檢查工位由主控PLC (CPU313-PtP),VS722,ELS以及用戶指定的OMRON的RFID讀寫系統(tǒng)構(gòu)成。VS722與PLC的信息傳遞通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)的上位軟件采用WINCC。

發(fā)動(dòng)機(jī)工件進(jìn)入工位，定位抬起上升到位后開始拍照，每個(gè)傳感器對(duì)比檢查不同的部件，如果發(fā)現(xiàn)有工件與標(biāo)準(zhǔn)圖像不同將發(fā)出報(bào)警，同時(shí)WINCC畫面上將不合格項(xiàng)對(duì)應(yīng)的圖片自動(dòng)彈出。由于已將VS722拍攝的圖像顯示畫面集成在WINCC軟件中，如果出現(xiàn)不合格項(xiàng)將自動(dòng)捕捉實(shí)時(shí)畫面，由操作人員根據(jù)畫面或?qū)嵨镞M(jìn)行最終檢查確認(rèn)。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)零部件錯(cuò)裝漏裝的檢查，SPECTATION提供了下列軟傳感器，特征值(Feature Count)、邊沿計(jì)數(shù)(Edge Count)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)(Object Find)、模板匹配(Template Match)，計(jì)算工具(Math Tools)。針對(duì)不同的檢查部位，根據(jù)不同 的圖像特征選擇合適的軟傳感器進(jìn)行檢測。

5 結(jié)束語

在此次項(xiàng)目的實(shí)施過程中，我們深深體會(huì)到，如果要讓機(jī)器視覺系統(tǒng)發(fā)揮最佳效果，有三個(gè)基本要素缺一不可：選擇合適的光源，設(shè)計(jì)理想的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對(duì)視覺傳感器正確合理的編程。

在VS722使用在該發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線之前，所有的相關(guān)檢測都需要設(shè)置人工工位由工人肉眼來完成，由于工作量大、內(nèi)容枯燥，非常容易出現(xiàn)人為錯(cuò)判、漏判的現(xiàn)象，由此出現(xiàn)的質(zhì)量事件曾經(jīng)給用戶造成很大的負(fù)面形象。此次采用了西門子機(jī)器視覺系統(tǒng)后取消了相關(guān)的人工崗位，大大提高了工作效率，并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。