利用圖像處理系統(tǒng)得到更優(yōu)的質(zhì)量和性能-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯利用圖像處理系統(tǒng)得到更優(yōu)的質(zhì)量和性能-基礎(chǔ)電子德國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上的一個(gè)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域是制造專用設(shè)備。在這種情況下，用于復(fù)雜制造過程的高度化設(shè)備即使在相對(duì)“昂貴”的生產(chǎn)地點(diǎn)德國(guó)也保住了不少工作崗位。實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的主要因素是借助于視覺傳感器的自動(dòng)化技術(shù)。

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對(duì)圖像信息進(jìn)行處理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。圖像處理包括圖像數(shù)字化，圖像增強(qiáng)和復(fù)原，圖像數(shù)字編碼，圖像分割，圖像識(shí)別和圖像理解等。圖像處理技術(shù)是60年代初開始發(fā)展起來的，現(xiàn)已進(jìn)入實(shí)用階段。圖像處理主要應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、遙感、工業(yè)檢測(cè)和監(jiān)視、軍事偵察等領(lǐng)域?，F(xiàn)代圖像處理和圖形處理都是以光柵掃描的像素為基礎(chǔ)，同一系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)兩種處理，兩者結(jié)合能進(jìn)行立體成像，如醫(yī)學(xué)上的三維CT（計(jì)算機(jī)層析攝影），軍事模擬上的三維地理、地貌圖。圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理硬件和圖像處理軟件。

Beez已為位于Künzelsau附近的羅森伯格通風(fēng)設(shè)備公司完成的用于4極和6極外部轉(zhuǎn)子帶24或36槽定子的紙絕緣機(jī)代表了一個(gè)很適當(dāng)?shù)膶?shí)例。這種設(shè)備的很大優(yōu)勢(shì)在于：西門子生產(chǎn)的視覺傳感器SimaticVS120結(jié)合夾持系統(tǒng)保證了在注入絕緣紙之前定子的正確就位。

視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。Banner工程公司提供的部分視覺傳感器能夠捕獲130萬(wàn)像素。因此，無(wú)論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”十分細(xì)膩的目標(biāo)圖像。

視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個(gè)光電傳感器，或根本不檢驗(yàn)的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測(cè)量、定向、瑕疵檢測(cè)和分撿。

更短的循環(huán)時(shí)間

與客戶密切合作研發(fā)設(shè)備：“我們的主要目標(biāo)是大大減少循環(huán)時(shí)間，因此提高生產(chǎn)率，”羅森伯格通風(fēng)設(shè)備公司設(shè)備制造經(jīng)理JürgenGroBe-Gehling說?！瓣P(guān)于技術(shù)實(shí)施方法，我們以完全開放的態(tài)度對(duì)待新的解決方案”。

尤其是在專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，RainerBeez看到了視覺傳感器的許多可能的應(yīng)用，或者簡(jiǎn)化復(fù)雜的機(jī)械操作或者完全淘汰它們，就象，比如，部件的供應(yīng)和處置一樣：“識(shí)別出為這些任務(wù)提供的可能的視覺傳感器以后，我們向客戶展示可能性，共同決定采取這種方法。

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在半秒鐘之內(nèi)，一切都清楚了：視覺傳感器SimaticVS120檢查將插入絕緣紙的定子的轉(zhuǎn)動(dòng)和質(zhì)量。

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已完成、絕緣的定子本體：可以清楚地看到用于識(shí)別轉(zhuǎn)動(dòng)和對(duì)準(zhǔn)的中央鉆孔中的導(dǎo)槽

已經(jīng)研制好的設(shè)備部分必須報(bào)廢并且完全重新建造，從這種概念節(jié)省空間、節(jié)省人力、節(jié)省時(shí)間和節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)看，這樣做是合理的。

“比如占地面積小得多，與傳統(tǒng)的機(jī)械裝置相比，新設(shè)備的性能顯著增強(qiáng)，因?yàn)榭梢圆皇褂糜脕碓谡_方向輸入定子的長(zhǎng)傳送帶和旋轉(zhuǎn)張緊系統(tǒng)。多達(dá)15只定子可以以任意方向放置在一條簡(jiǎn)單的傳送帶上。然后夾持器拾取定子，帶到光學(xué)傳感器處，使之觸發(fā)，在僅停頓半秒鐘的時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)槽的位置確定并分析定子的旋轉(zhuǎn)。

由此獲得的生產(chǎn)率超過以前的解決方案若干倍：用手動(dòng)插入和移開定子的舊方法，循環(huán)時(shí)間約為3.5分鐘；對(duì)于完全繞好的定子，包括進(jìn)給、定位和取出，新設(shè)備目前只需要35到40秒鐘（視型式而定）。同時(shí)，視覺傳感器也能夠自動(dòng)檢查定子的質(zhì)量。操作人員目視檢查可以快速知道出錯(cuò)的位置。

易于設(shè)置和集成

系統(tǒng)易于調(diào)試被認(rèn)為是又一個(gè)決定性的優(yōu)點(diǎn)。Beez和GroBe-Gehling：Simatic視覺傳感器不需要編程，但是可以通過基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置軟件在良好部件上形成系列。這也適用于攝像機(jī)和照明的對(duì)準(zhǔn)，在VS120情況下是組合在傳感器模塊中。除了兩個(gè)視野為70mmx50mm和40mmx30mm的定焦鏡頭外，如果需要其它幀大小和距離，傳感器頭也有用于變焦距鏡頭的C-mount適配器可用。照明（一只紅色發(fā)光二極管環(huán)閃爍）通常附加到堅(jiān)固的鋁殼上，但也可以與攝像機(jī)頭分離。防護(hù)等級(jí)為IP65，傳感器頭適合苛刻的工業(yè)用途，也能夠耐受機(jī)械應(yīng)力，允許移動(dòng)安裝。

圖像捕獲通過外部觸發(fā)器啟動(dòng)。為此，分析裝置擁有觸發(fā)脈沖輸入。為了分析記錄的圖像，可以訪問15個(gè)可序列、可貯存參數(shù)集之一以供參考。在三個(gè)控制輸出處提供檢查結(jié)果：

OK：基于特性識(shí)別的成序列的物體/樣品，匹配度大于或者相當(dāng)于規(guī)定的數(shù)值

N_OK：物體/樣品不符合特性，匹配度不大于或者相當(dāng)于規(guī)定的數(shù)值

通過ProfibusDP輸入位置和旋轉(zhuǎn)角結(jié)果。

SimaticVS120的分析裝置每秒多檢測(cè)20個(gè)部件，允許部件速度為每秒5000毫米以下（視物體而定）。然而，這種性能級(jí)別，甚至不接近目前的應(yīng)用，工作所用的循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)得多，即使視覺傳感器考慮了“更快”的設(shè)備概念。

這是專用設(shè)備制造的慣例，客戶在很大程度上規(guī)定了自動(dòng)化技術(shù)。“對(duì)于我們來說，集成是應(yīng)該優(yōu)先考慮的事，因?yàn)槲覀儫o(wú)法負(fù)擔(dān)在不同系統(tǒng)上培訓(xùn)我們員工的費(fèi)用，更不用說為多種系統(tǒng)庫(kù)存?zhèn)浼恕保珿roBe-Gehling解釋道，從西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)優(yōu)先選擇更多產(chǎn)品。這樣，新設(shè)備的操作員裝置是操作員面板和控制器，與Profibus兼容的SimaticS7-315-2DP。從西門子產(chǎn)品中添加這種Simodrive系列驅(qū)動(dòng)器和各種軸電動(dòng)機(jī)。

除了終用戶的要求外，這種集成也為設(shè)備制造商帶來很多好處?！皩?duì)我而言，用控制器可以監(jiān)測(cè)設(shè)備中的所有零件是至關(guān)重要的，必要時(shí)，如果發(fā)生什么問題，能夠收到明確的信息?！?/p>

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從一個(gè)源進(jìn)行集成：除了傳感器外，其余控制器技術(shù)和驅(qū)動(dòng)器也來自西門子的Simatic產(chǎn)品系列

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以快六倍的速度前進(jìn)：右面的傳送帶是紙絕緣機(jī)的原料緩沖器；左面是正被運(yùn)走的絕緣定子

高眼界

視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量，以像素?cái)?shù)量表示。Banner工程公司提供的部分視覺傳感器能夠捕獲130萬(wàn)像素。因此，無(wú)論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”十分細(xì)膩的目標(biāo)圖像。覺傳感器在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件，則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對(duì)準(zhǔn)的部件。此外，無(wú)論該機(jī)器部件位于視場(chǎng)中的哪個(gè)位置，無(wú)論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，視