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玻璃瓶机器视觉质量检测系统设计

来源:www.hzpblp.cn 日期:2015-05-12

系统设计 在图像的采集处理上,系统通过四个相机分别获取瓶口、瓶底、瓶壁的图像,并加以识别处理,图象处理的结果可送入人机界面,也可以通讯给PLC。人机界面与验瓶机PLC 通讯,可以读写PLC内部数据。瓶子通过无压力传送单元传 入验瓶机,而验瓶机PLC结合检测元件与编码器,最终达到剔除不合格瓶子的结果。

(一)CPU模块 选用SIMATIC S7—300系列CPU315—2DP。它具有MPI 接口和PROFIBUS—DP主/从接口,可用于中大规模的I/O配 置,也可用于建立分布式I/O结构,正适合建立与各远程子站 相接的结构。它具有64K的程序存贮器,2048个位存贮器,64 个计数器,128个定时器,定时范围为10ms一9990s。 CPU315-2DP总I/0地址空间为102411024字节,其中过 程映像I/0为128/128字节。数字I/0总数为8192个通道,其 中集中的I/0为1024个通道。模拟I/0总数为512个通道, 其中集中的I/0通道数为256~1280。每个系统可以扩展32 个模块,模块内集成背板总线。

(二 )视觉传感器 视觉传感器采用VS710,它是一个智能化的、一体化的、 带PROFIBUS接口的、分布式的灰度级工业视觉系统,它将 图象处理器、CCD、I/O集成在一个小型机箱内,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PC WINDOWS下的Pro Vision参数化软件进行组 态,VS710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,在PLC和PC体系之间找 到了完美的平衡口一。 VS710集成数字化照相机:高分辨率CCD,768×512方 形象素;直接象素数字化采样,无转换误差;集成全帧快门, 适合运动物体。 VS710集成CPU快速处理灰度图像:80486 100M CPU, 直接处理象素数据;16MB RAM,可执行复杂程序;16MB FLASHDISK,最多存储200个程序;2MB图像存储器,可在处 理图像时同步抓取下一幅图像;采用倍速扫描技术,图像采 集过程中即可进行评估;半帧模式时吞吐率达25件/秒,全 帧模式时达16件/秒。 VST10采用标准连接接口:PROFIBUS—DP,传输率 9.6Kbps-12Mbps; 节点地址号1-125,标准9针接口; 9.6Kbps一1 15Kbps。 VS710采用ProVision软件进行参数化: 利用 PROFIBUS—DP对几个从属VS710进行远程配置;用RS232 和PROFIBUS进行在线参数传输;画面只显示有问题的图像 而不影响处理性能。

(三)视频检测环节 以瓶底检测为例,闪光灯通过光学透镜和滤光系统照射 在瓶口中,瓶口密封面反射光线传送到CCD相机,在CCD相 机中成像为圆环。处理后的图像将用于评估,以判断瓶口的好坏。图像的主要形状是环形,如果沿环形的某个位置上有缺 陷,则缺陷处的灰度相对环形的其他位置会有一个较大的变 化。这个灰度的变化是我们检测的重要参数,通过它可以确 定瓶口是否有缺损。图3为有残缺瓶口的图像。在图像上画一条线,然后分析线上的灰度值,对灰度的变化进行分析,变化最大的点即为外边缘点,同样的方法找另外两个点,通过三点即可以确定圆心。使用相同的画线分 析灰度变化的方法可以找到内径圆,这样就得到我们所要处理的精确区域,在这个圆环内寻找灰度变化点,从而找到缺陷点。

本系统主要是PLC、视觉系统、传感器、上位机的灵活结 合应用,系统采用视觉传感器拍摄和处理实时图像,最终准 确剔除坏瓶

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