精整机影像定位控制系统技术方案

本实用新型专利技术精整机影像定位控制系统涉及的是专为精整机（整形压机）配套的外围设备控制系统，适用于粉末冶金、磁性材料等相关行业。控制系统由影像机构、可编程序控制器（ＰＬＣ）、伺服驱动装置和送料机构组成；精整机影像机构由影像处理集成式板卡芯片ＭＶＳ－８１００Ｌ、工控机、照相机、背灯光和显示器共同组成；可编程序控制器（ＰＬＣ）的处理核心单元ＣＰＵ具有两个ＲＳ－４８５通讯接口，其中一个为自由通讯口与影像机构进行串行通讯，接收来自影像机构的数据，即实际产品的偏差角度，可编程序控制器把接收来的偏差角度转换成脉冲数，并通过其位置模块把相应的脉冲数发送给伺服控制器，由伺服控制器驱动伺服电机来控制调整转盘的转动方向及角度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Image positioning control system of finishing machine

The utility model relates to an image positioning control system of a precision machine, which relates to a peripheral equipment control system which is specially matched for a finishing machine (a shaping press) and is suitable for powder metallurgy, magnetic materials and other related industries. The control system consists of imaging mechanism, programmable controller (PLC), servo driving device and a feeding mechanism; finishing machine image by image processing mechanism of integrated chip MVS 8100L card, computer, camera, back lighting and display together; programmable controller (PLC) is the core unit with CPU two RS 485 communication interface, one for free communication and imaging mechanism of serial communication, receiving data from imaging mechanism, namely the deviation angle of the actual product, the programmable controller to receive the deviation angle is converted to pulse number and the corresponding number of pulses sent to the servo controller through its position module, rotation direction and angle of the servo controller to drive the servo motor to control the adjustment of the turntable.

【技术实现步骤摘要】

本技术精整机影像定位控制系统及其控制方法涉及的是专为 精整机(整形压机)配套的外围设备控制系统，适用于粉末冶金、磁 性材料等相关行业。技术背景目前精整机普遍采用人工定位及送料的方式，费时又费力，难以 实现生产的自动化，而且人工参与定位与产品放置，降低了整个生产 的安全系数，增加了安全隐患，而且人工定位产品，使其精度受到一 定限制，同时人工放置时压机需停止运作，调整后才开启，就造成了 精整机的频繁启动，縮短了相关部件的使用寿命，且大大降低了生产 效率。
技术实现思路
本技术的目的是针对以上不足之处提供一种精整机影像定 位控制系统及其控制方法，通过照相机镜头对产品进行拍照并与标准产品方位进行比较，再由可编程序控制器PLC控制伺服电机转动转盘 进行调整及机械手的抓取，能实现不同复杂形状产品的准确定位及产 品的快速准确放置；通过精整机影像定位控制系统能实现生产的连续 化和自动化，能实现一人看管多台机器，极大地提高了生产率，且精 整过程不需要人工的参与，大大降低了废品率，安全可靠。精整机影像定位控制系统是通过以下方案实现的 精整机影像定位控制系统主要由精整机影像机构、可编程序控制 器(PLC)、伺服驱动装置和送料机构组成。精整机影像机构采用美国康耐视(Cognex)集成式系统，可编程序控制器(PLC)选用西门子 S7-200，伺服驱动装置采用台达(ASDA)系列。精整机影像机构采用美国康耐视(Cognex)集成式系统，主要由 影像处理集成式板卡芯片MVS-8100L、工控机、照相机、背灯光和显 示器共同组成；影像处理集成式板卡芯片MVS-8100L是精整机影像机 构的核心，它通过PCI卡槽插入到工控机上，其中工控机采用凌华机， 显示器为17寸飞利浦液晶显示器，照相机采用Sony XC-ST50，其像 素可达30万，在工业照相机中属于高像素产品，它被安装在调整转盘 的上方，通过专用电缆300-0181-15与工控机相连，背灯光是由若干 个晶体光源灯(LED)组成，被安装在转盘下部，提供照相时所需的光 源，此种光源稳定可靠，抗干扰能力强，不受外界光源的影响，从而 可以保证拍摄质量，精整机影像机构的分辨精度可达0.01度，拍摄速 度可达几百微秒，当精整机影像机构处于连续运行状态时(Online状 态)，且可编程序控制器(PLC)检测到调整转盘上有产品时便通过I/O 端口向影像处理集成式板卡芯片(MVS-8100L)发射一个触发信号(trigger信号)，接受此命令后由照相机对产品进行拍照，画面由显 示器显示，同时通过安装在工控机上影像处理集成式板卡芯片(MVS-8100L)的专用处理软件VisionPro对画面进行分析，得出特征点的偏差角度。可编程序控制器(PLC) S7-200的处理核心单元CPU (CPU型号 为216-2AD23-0XB8)具有两个RS-485通讯接口，其中一个可以定义 为自由通讯口与精整机影像机构进行串行通讯，接收来自精整机影像 机构的数据，即实际产品的偏差角度，可编程序控制器把接收来的偏 差角度转换成脉冲数，并通过其位置模块(EM253)把相应的脉冲数以 脉冲串输出形式(PTO)发送给伺服控制器，由伺服控制器驱动伺服电 机来控制转盘的转动方向及角度。伺服驱动装置是由伺服控制器和伺服电机组成，伺服控制器与伺 服电机之间有两条连接线， 一是伺服电机的电源线，是由伺服控制器 输出接口提供，二是伺服电机编码器反馈信号线，伺服电机把其编码 器的信号通过此反馈信号线反馈给伺服控制器的检测器接口，伺服控 制器把它与PLC给定的脉冲值进行比较，即实现了一个闭环控制，从 而达到一个动态平衡状态。送料机构包括调整转盘、夹取汽缸、夹取机械手和送料汽缸(可 选用无杆汽缸)，送料汽缸具有滑动导轨、气动滑块，通过电磁阀的得 失电来控制送料汽缸的通断气以驱动气动滑块在滑动导轨上的往返运 动，即在调整转盘和凹模板之间做来回运动，气动滑块上装有夹取汽 缸，在其下部装有夹取机械手，用来抓取调整转盘上调整好的产品。精整机影像定位控制系统的控制方法如下预先将产品放置在调整转盘上，手动调整至其正确的工位，调 整转盘上方精整机影像机构的照相机对产品进行拍照，照相机镜头上 有光圈调整和焦距调整两个旋钮，调整两旋钮直到生成的产品图像最清晰，再把此标准的图像存储在工控机存储器中，并通过安装在工控机上的监控与操作软件(VisionPro)标定出产品的特征点，在产品精 整过程中，可编程序控制器(PLC)检测到转盘上有产品时发出一触发 信号给影像处理集成式板卡芯片MVS-8100L，影像处理集成式板卡芯 片MVS-8100L收到此信号后触发相机对产品进行拍照，并将图像与正 确的且己经预先存储的图像相比较，通过安装在工控机上的监控与操 作软件(VisionPro)自动计算出它与标准图片中相同特征点的角度差， 并将结果通过串口通讯方式传送至可编程序控制器(PLC)，可编程序 控制器(PLC)接收到数据后向伺服驱动器发出相应的脉冲数，而伺服 电机则将驱动调整转盘转动，从而使产品得到正确的工位。安装在工控机上的监控与操作软件(VisionPro)是市售的康耐视 影像处理的专用软件，它是基于VB的语言编程环境，可根据需要自行 编程，灵活运用性强，且操作界面直观简单，进入VisionPro软件， 只需要选择产品的特征点并点击训练(Trairming)按钮，标准的图像 便已存储进工控机中，极大方便了更换产品时的调整操作，大大提高 了适用产品的类型和范围，在连续精整过程中，只需要点击一次 Online按钮，便激活了运行系统，操作十分简单方便。当产品调整结束后，接着由机械手抓取已经调整过的产品通过送 料汽缸送至凹模正上方，等待精整。本技术精整机影像定位控制系统及其控制方法设计合理、结 构紧凑，通过照相机镜头对产品进行拍照并与标准产品方位进行比较， 再由可编程序控制器(PLC)控制伺服电机转动转盘进行调整及机械手的抓取，能实现不同复杂形状产品的准确定位，产品快速准确的放置;通过精整机影像定位控制系统能实现生产的连续化和自动化，大大降 低了废品率，提高了生产率且不需要人工的参与，安全可靠。附图说明以下将结合附图对本技术作进一步说明。 图1是精整机影像定位控制系统原理框图。图2是精整机影像定位控制系统流程图。图3是精整机影像定位控制系统的伺服驱动器及送料机构示意 图。具体实施方式参照附图1-3，精整机影像定位控制系统主要由精整机影像机 构、可编程序控制器(PLC)、伺服驱动装置和送料机构组成。精整机 影像机构采用美国康耐视(Cognex)集成式系统,可编程序控制器(PLC) 选用西门子S7-200,伺服驱动装置采用台达(ASDA)系列。精整机影像机构采用美国康耐视(Cognex)集成式系统，主要由 影像处理集成式板卡芯片MVS-8100L、工控机、照相机、背灯光和显 示器共同组成；影像处理集成式板卡芯片MVS-8100L是精整机影像机 构的核心，它通过PCI卡槽插入到工控机上，其中工控机釆用凌华机， 显示器为17寸飞利浦液晶显示器,照相机采用Sony XC-ST50，其像 素可达30万，在工业照相机中属于高像素产品，它被安装在调整转盘 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精整机影像定位控制系统，其特征在于控制系统由精整机影像机构、可编程序控制器ＰＬＣ、伺服驱动装置和送料机构组成；精整机影像机构由影像处理集成式板卡芯片ＭＶＳ－８１００Ｌ、工控机、照相机、背灯光和显示器共同组成；影像处理集成式板卡芯 片ＭＶＳ－８１００Ｌ是精整机影像机构的核心，通过ＰＣＩ卡槽插入到工控机上，照相机安装在调整转盘的上方，通过专用电缆与工控机相连，背灯光安装在转盘下部，可编程序控制器ＰＬＣ的处理核心单元ＣＰＵ具有两个ＲＳ－４８５通讯接口，其中一个为自 由通讯口与精整机影像机构进行串行通讯，接收来自精整机影像机构的数据，即实际产品的偏差角度，可编程序控制器把接收来的偏差角度转换成脉冲数，并通过其位置模块ＥＭ２５３把相应的脉冲数以脉冲串输出形式ＰＴＯ发送给伺服控制器，由伺服控制器驱动伺服电机来控制转盘的转动方向及角度；伺服驱动装置是由伺服控制器和伺服电机组成，伺服控制器与伺服电机之间有两条连接线，一是伺服电机的电源线，是由伺服控制器输出接口提供，二是伺服电机编码器反馈信号线，伺服电机把其编码器的信号通过此反馈信号线反馈 给伺服控制器的检测器接口，伺服控制器把它与外界给定的值做比较，以达到一个动态平衡；送料机构包括调整转盘、夹取汽缸、夹取机械手和送料汽缸，送料汽缸具有滑动导轨、气动滑块，通过电磁阀的得失电来控制送料汽缸的通断气以驱动气动滑块在滑动导轨 上的往返运动，即在调整转盘和凹模板之间做来回运动，气动滑块上装有夹取汽缸，在其下部装有夹取机械手，用来抓取调整转盘上调整好的产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓓，许云灿，
申请(专利权)人：南京东部精密机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]