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弹簧尺寸外观视觉检测结构原理

发布时间:2019-07-30 09:19 来源:伟顾德
1、检测系统的组成部分
  伟顾德弹簧自动视觉检测系统的硬件构成如图1所示,弹簧水平置于白色旋转轴上,由步进马达驱动轴转动。PLC除了负责发出脉冲驱动马达旋转外,也将此脉冲作为外部触发信号接入图像采集卡,以保证采集到等比例的图像。相机采用德国Basler公司的线阵相机系列,配合图像采集卡一起完成图像的采集工作。采集的弹簧展开图如图1所示。相机采集完一帧弹簧的展开图后,经图像采集卡送入计算机进行处理。计算机主要完成硬件的配置及初始化、图像处理、数据分析与保存等功能。经图像处理得到弹簧表面缺陷和尺寸的关键参数后,计算机将其与对应规格的弹簧标准库信息进行比对,以标识不合格弹簧。
 
  图 1 弹簧自动检测系统示意图
2、线阵相机与采集卡的配合
  线阵相机的取像原理与面阵不同,它每次只采集一行图像,只有在镜头与被拍摄物体之间存在相对运动时才能采完一帧完整的二维影像。图2中,纵向为线阵传感器的方向,其分辨率由线阵CCD决定;横向表示相机的扫描方向,其分辨率由步进电机的最小步距决定。电机运动速度过大,图像会被压缩,如图2(b)所示;速度太小,图像则会被拉伸,如图2(c)。
 
  图 2 运动速度不同时的对应成像效果
  为了得到等比例的图像,设置相机工作于外部边沿触发模式,如图3。在这种模式下,相机的线扫率完全由外部信号的频率决定,两者关系公式:线扫率=1/外部信号频率。NI公司的PCI-1428图像采集卡提供了四对外部触发端口(分别从Trig_(0)到Trig_(3),输入信号类型为TTL电平),支持线阵相机的外同步取像模式。将PLC发出的脉冲接入PCI-1428采集卡的任一外部触发端口,这样就实现了马达转速与线扫率之间的对应。MAX(Measurement & Automation Explorer)是NI公司开发出来方便用户对各种硬件进行设置和测试的软件。在MAX中,可以根据需要配置采集卡的基本参数,如取像模式,图像大小,触发信号的类型等。
 
  图 3 外部边沿触发模式(ExSync,Edged-controlled Mode)
伟顾德弹簧尺寸外观检测筛选机

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