基于机器视觉的智能控制定位检测系统

介绍了机器视觉在新的领域的应用,在微电子半导体等生产线上的定位系统,哈哈

基于机器视觉的智能控制定位检测系统＊

王东慧1，程武山2，姬明权1

（1 上海工程技术大学 汽车工程学院 上海 201620 2 上海工程技术大学 机械工程学院 上海 201620）

摘要：制造业的发展，尤其在半导体和电子行业，带来了对机器视觉需求的提升；也决定了机器视觉将由过去单纯的采集、分析、传递数据，判断动作，逐渐朝着开放性的方向发展，这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合。由于机器视觉的介入，自动化将朝着更智能、更快速的方向发展。本文介绍了一种基于机器视觉的自动传插件的智能控制定位检测系统，该系统的设计和研发在更多自由度，更精确、快速的自动化智能控制做出了进一步的提升和改善，更能适应市场的需要和发展。多样化、个性化更加凸显。 关键词：机器视觉；智能控制；定位检测；自动传插件。 中图分类号：TP391.4 文献标识码：A

The System of Intelligent Control and Location Detection Based on Machine Vision

Wang Donghui1 ，Cheng Wushan2 ，Ji Mingquan1

(1 College of Automobile Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China 2 College of Mechanical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China )

Abstract：The development of manufacturing, especially in semiconductor and electronic industry, is making machine vision more important . That also determines machine vision would develop more open than simply collecting, analysing,transfering data, judging movement. The trend also means machine vision and automation fusing more tightly. Because of machine vision, automation would become more intellective and faster. This article introduced a demonstration system of automatic connectors based on machine vision, the design and research of this system has more degree of freedom. Automation and intelligent control are more accurate and fast, its function has been promoted and improved. And it not only meets the needs of the market better, but also stands out the persification and inpiduation. Key words: machine vision；intelligent control; location and detection; automatic connectors.

机器视觉系统主要是利用光电成像、计算机图像收稿日期：2011-08-15

*上海市085工程资助，项目编号（JZ0609）。 项目名称：复杂制造过程智能控制系统。

1

作者简介：王东慧，（1983-）男，河北邢台，汉，上海工程技术大学 在读研究生，Email：wangdonghuihyp1314@http://doc.guandang.net。

2

程武山，（1957-）男，安徽，汉，博士，教授，上海工

程技术大学 机械工程学院 院长，Email：cwushan@http://doc.guandang.net。

1

姬明权，（1983-）男，河北唐山，汉，上海工程技术大

学 在读研究生，Email：jmqwwy@http://doc.guandang.net。

处理和模式识别技术来检测和定位对象，比起传统的人工或者机械检测和定位优势在于能够进行非接触检测，同时定位更加准确却使用周期大大提高。提高了生产效率，满足了现代制造业的高效率生产要求。机器视觉技术是一门新兴的科学优势明显，发展潜力大，界面开放，编程人员可以根据需要改进系统功能使系统与工业自动化现场相适应，该技术在现实工业生产中将会得到越来越广泛应用。

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1、 智能控制定位检测系统的组成

1.1机器视觉的构成

如下图1所示，一个典型的工业机器视觉应用系统包括如下部分：光源，镜头，CCD照相机，图像处理单元（或图像捕获卡），图像处理软件，监视器，通讯/输入输出单元等。首先采用摄像机获得被测目标的图像信号， 然后通过A/ D 转换变成数字信号传送给专用的图像处理系统，根据像素分布、亮度和颜色等信息，进行各种运算来抽取目标的特征，然后再根据预设的判别准则输出判断结果，去控制驱动执行机构进行相应处理。机器视觉是一项综合技术，其中包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术，光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。 机器视觉强调实用性，要求能够适应工业现场恶劣的环境，要有合理的性价比、通用的工业接口、较高的容错能力和安全性，并具有较强的通用性和可移植性。 它更强调实时性，要求高速度和高精度。

图1典型机器视觉系统构成图

1.2智能控制定位检测系统架构及主要组件

此智能控制定位检测系统由机器视觉和运动控制两部分组成。

视觉部分主要由工业相机（CCD）、镜头（Lens）、光源（Lighting）、图像采集卡（Frame Grabber）组成。通过CCD将被摄目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转换成数字信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，完成定位，并将定位结果输出给运动控制部分，由运动控制部分完成插拔动作,在完成将插件插入下端工件后，用另一颗相机来检测插针有没有完全插入孔中，完成此步操作后，将信号传第三颗相机，第三颗相机作OCR读码。运动控制部分

则包括运动控制卡（PCI-8154）、三菱伺服电机、伺服电机驱动器，搭配接近传感器作对象到位侦测辅助。运动控制部分有4个自由度，如图2所示，分别为0轴、1轴、2轴、3轴；0轴控制相机及插针左右移动，1轴控制基平台上的工件(见图3所示)前后运动，2轴控制相机及插针上下移动，3轴控制插针进行旋转。0、1、2轴上分别装有3个接近传感器作为限位信号（正限位和负限位）以及零位信号，向着电机方向的信号为正限位信号。3轴为旋转轴，有一传感器作为零位信号。

图2

图3

2系统的工作原理

[4]

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2.2 图像处理原理[5]

照明校正

区域传感器容差设置二进制转换（区域）过虑图案匹配色彩提取

（形状）等

1. 捕获图像

2. 传输图像数据

3. 处理图像数据

4.输出结果

图4图像处理原理流程图

许多视觉传感器制造商着重阐述第三步“处理图像数据”，并强调生产的控制器的处理能力。然而，第一步“捕获图像”才是实现稳定、精确的图像处理的最重要的一步。实现第一步的关键点在于正确选择透镜和照明系统。

此智能控制定位检测系统视觉部分由两颗80万像素和一颗30万像素的日本工业级相机，一套12X ZOOM的电动变焦并且带12mm微调对焦的科研级镜头（此镜头通过两个电机来进行12倍的变焦和12mm的微调对焦功能）和两颗日本工业镜头，日本CCS工业专用光源（使用寿命长、专用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10 s）组成。本系统采用丝杆传

动，每转丝杆前进5mm，编码器设置为4000个脉冲每周，运动控制精度为每个脉冲的精度达到1.25微米；视觉定位像素精度为：0.00083984375mm。 2.3自动完成接插件实现 2.3．1 Mark十 …… 此处隐藏：5562字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……