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机器视觉检测系统构成、分类及工作原理

2019年01月31日 10:34:07来源:新机器视觉关键词:机器视觉自动化
系统构成与工作原理
 
(1)系统构成
 
典型的视觉系统一般包括光源、镜头、CCD照相机、图像处理单元(或图像采集卡)、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。
 
(2)工作原理
 
视觉系统的输出并非图像视频信号,而是经过运算处理之后的检测结果(如尺寸数据)。通常,机器视觉检测就是用机器代替肉眼来做测量和判断。
 
首先采用CCD照相机将被摄取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,转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如:面积、长度、数量、位置等。最后,根据预设的容许度和其他条件输出结果,如:尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。上位机(如PC和PLC)实时获得检测结果后,指挥运动系统或I/O系统执行相应的控制动作(如定位和分类)。
 

机器视觉自动化

系统分类
 
从视觉系统的运行环境分类,可分为PC—BASED系统和PLC—BASED系统。基于PC的系统利用了其开放性、高度的编程灵活性和良好的Windows界面,同时系统总体成本较低。PC—Based系统内含高性能图像采集卡,一般可接多个镜头,并提供库函数支持。目前世界一流的PC—Based视觉系统生产厂商美国Data Translation公司,其MACH系列(如DT3155)和MV系列PC I工业视觉卡已经成为业界标准;配套软件方面,32位SDK for Windows95/98/NT提供C/C++编程用DLL,DT Active Open Layer可视化控件提供VB和VC++下的图形化编程环境,而DT Vision Foundry则是Windows下面向对象的机器视觉组态软件,用户可用它快速开发复杂高级的应用。类似的还有美国NI公司,该公司将机器视觉和运动控制功能与其被广泛应用的Labview虚拟仪器软件相结合,效果显著。
 
与美国公司大力发展PC结构相比,日本和德国公司在PLC—Based系统方面走在前列。在PLC系统中,视觉的作用更像一个智能化的传感器,图像处理单元独立于系统,通过串行总线和I/O与PLC交换数据。日本松下公司的Image Checker M100/M200系统可说是这方面的代表。该系统利用高速专用ASIC进行256级灰度检测,带逻辑条件和数学运算功能。系统软件固化在图像处理器中,通过类似于游戏键盘的简单装置对显示在监视器中的菜单进行配置,开发周期短,系统可*性高,其新一代产品A110/A210体现了集成化、小型化、高速化和低成本的特点。欧姆龙、Keyence等公司也有类似的系统,但在技术性能上相对简单,更适用于进行有无判别或形状匹配等。而德国Siemens公司的智能化PROFIBUS工业视觉系统SIMATICVS 710提供了一体化的、分布式的高档图像处理方案,它将处理器、CCD、I/O集成在一个机箱内,提供PROFIBUS的联网方式或集成的I/O和RS232接口,更重要的是通过PCWINDOWS下的Pro Vision软件进行组态。VS 710第一次将PC的灵活性、PLC的可靠性、分布式网络技术和一体化设计结合在一起,使得西门子在PC和PLC体系之间找到了完美的平衡。
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