PCIE超高速實時運動控制卡在六面外觀視覺檢測上的應(yīng)用

一、市場應(yīng)用背景

XPCIE1028超高速實時運動控制卡在六面外觀檢測高速視覺篩選中的應(yīng)用，結(jié)合正運動技術(shù)提供的專用篩選機調(diào)試軟件，可實現(xiàn)15000+pcs/分鐘的IO觸發(fā)檢測速度，只需簡單參數(shù)設(shè)置，搭配圖像采集硬件和視覺處理軟件，即可快速實現(xiàn)全自動CCD視覺篩選。

XPCIE1028搭配MotionRT7實時內(nèi)核，具備多核并行運算能力，能高效處理運動控制和機器視覺等自動化設(shè)備核心任務(wù)，可解決傳統(tǒng)方案中視覺與運動控制的數(shù)據(jù)交互速度慢等問題，顯著提升六面外觀檢測設(shè)備的效率和精度，高度滿足設(shè)備CCD視覺篩選的高速需求。

適用于攝像頭零部件、鋰電池零部件、磁性材料、電子原件、塑料橡膠制品、螺絲螺母、電子元器件、精密五金件等領(lǐng)域。

二、XPCIE1028超高速實時運動控制卡簡介

XPCIE1028是正運動技術(shù)專為高速視覺篩選設(shè)備應(yīng)運而生的一款PCI Express?總線運動控制卡，可控制多個步進電機或數(shù)字式伺服電機，以及多個相機和吹氣口的控制，具備位置鎖存、多維高速硬件位置比較輸出PSO、同步跟隨、精準觸發(fā)和I/O控制等功能。

XPCIE1028運動控制卡的功能

多路硬件位置比較觸發(fā)效率可達15000+pcs/min；

標準PCIe接口，核間交互，速率更快；

12進16出，其中8路高速輸入和16路高速輸出；

1-16路高速輸出口，可自由分配相機和吹氣口；

專用脈沖輸出和編碼器輸入接口；

支持多種上位機編程語言開發(fā)。

三、XPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測設(shè)備上的應(yīng)用

1、基于XPCE1028的六面外觀檢測解決方案

物料通過振動盤自動排列并輸送到勻速旋轉(zhuǎn)的高透明玻璃轉(zhuǎn)臺，光纖傳感器在入口處感應(yīng)工件物料，XPCIE1028運動控制卡的高速鎖存輸入口記錄來料位置，計算物料通過多個檢測相機和下料機構(gòu)的位置觸發(fā)節(jié)點，然后下發(fā)指令觸發(fā)檢測相機在對應(yīng)位置進行拍攝，并把相機觸發(fā)統(tǒng)計和觸發(fā)結(jié)果主動上報，工控機最終統(tǒng)計物料狀態(tài)，跟據(jù)狀態(tài)下發(fā)排料數(shù)據(jù)，控制卡根據(jù)數(shù)據(jù)自動排列并下發(fā)指令把物料吹入對應(yīng)下料料盒。

六面外觀檢測示意圖

機器視覺檢測系統(tǒng)采用CCD工業(yè)相機將被檢測的目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，并傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)。根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進行各種運算，以提取目標的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度等，再根據(jù)預(yù)設(shè)的容差范圍和其他條件生成輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個數(shù)、合格/不合格、有/無等，從而實現(xiàn)自動篩選功能。

XPCIE1028在六面外觀檢測的硬件方案1 (8相機+8排料)

XPCIE1028在六面外觀檢測的硬件方案2(12相機+4排料)

2、運動控制的實現(xiàn)

基于運動控制器/運動控制卡的六面外觀檢測系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的PLC+觸摸屏方案，更集成化，響應(yīng)更快，效率更高。在玻璃轉(zhuǎn)盤快速運動時，系統(tǒng)也能通過視覺飛拍對物料進行瞬時觸發(fā)拍攝、照明和圖像處理，從而在確保檢測精度的同時，還提升了檢測和分選的產(chǎn)能。

運動控制實現(xiàn)原理圖

XPCIE1028運動控制卡通過專有的脈沖+編碼器反饋軸接口來控制伺服電機，實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的勻速旋轉(zhuǎn)，并實時記錄編碼器的反饋位置；

XPCIE1028運動控制卡高速輸入口連接光纖傳感器，感應(yīng)并記錄物料的位置；

XPCIE1028運動控制卡高速輸出口可接1-12個相機進行視覺飛拍，檢測物料的合格與不合格；

XPCIE1028運動控制卡高速輸出口可接1-8個吹氣裝置，及時對視覺檢測的結(jié)果進行相應(yīng)處理分類。

3、視覺系統(tǒng)的實現(xiàn)

主要由相機、鏡頭、光源、光源控制器和圖像處理系統(tǒng)等核心組件構(gòu)成。根據(jù)運動速度的不同，系統(tǒng)對相機的拍攝響應(yīng)時間、曝光時長、鏡頭光圈、像素和光源等方面都有特定的技術(shù)要求。只有當(dāng)所有條件都符合當(dāng)前的項目運動速度時，視覺系統(tǒng)才能有效地完成產(chǎn)品的各項檢測任務(wù)，包括前照檢測、下照檢測、右照檢測、左照檢測、后照檢測、上照檢測等。

四、XPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測的方案實現(xiàn)

1、方案硬件配置

2、系統(tǒng)動作流程

（1）待檢產(chǎn)品上料：

根據(jù)物料的類型，選擇相應(yīng)的振動盤將各類散件輸送到高透明玻璃轉(zhuǎn)臺上，其中旋轉(zhuǎn)臺是以某一設(shè)定的速度在恒速旋轉(zhuǎn)。

（2）感應(yīng)物料并記錄位置：

當(dāng)傳感器感應(yīng)到物料，基于FPGA的高速鎖存口記錄物料當(dāng)前位置。

（3）相機觸發(fā)拍照：

通過高速鎖存口鎖存的位置，計算出各個相機的位置，由運動控制器內(nèi)部硬件位置比較輸出觸發(fā)相機，進行視覺飛拍。

（4）視覺系統(tǒng)處理：

對拍照的物料圖片進行視覺檢測、測量、識別等功能，并傳輸OK 、NG或者待檢信號給到運動控制卡。

（5）吹氣篩選：

根據(jù)視覺系統(tǒng)反饋給運動控制卡的結(jié)果，以及通過感應(yīng)器鎖存的物料位置，計算出吹氣口的位置，由運動控制卡內(nèi)部硬件位置比較輸出控制吹氣口，進行OK、 NG或者待檢篩選。

五、六面外觀檢測自動篩選機的運動控制調(diào)試工具

完整易用的運動控制篩選調(diào)試全套工具

針對XPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測設(shè)備上的應(yīng)用，正運動技術(shù)提供完整的專用六面外觀檢測調(diào)試軟件，只需要進行簡單的參數(shù)設(shè)置，搭配相機和視覺處理軟件，就可以快速實現(xiàn)全自動CCD六面外觀檢測視覺篩選，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

預(yù)留1-12個相機輸出口編號，每個相機可以單獨設(shè)置輸出口、觸發(fā)時間等參數(shù)；

預(yù)留1-8個吹氣輸出口編號，每個電磁閥可以單獨設(shè)置輸出口、觸發(fā)時間等參數(shù)；

來料物件感應(yīng)篩選，尺寸大小過濾；

電機參數(shù)設(shè)置，方便客戶根據(jù)不同機型，自由配置參數(shù)；

智能數(shù)據(jù)檢測，合格件、不合格件、物料丟失、物料誤吹等計數(shù)；

IO狀態(tài)監(jiān)控；

吹氣范圍和吹氣時間自由設(shè)置；

心跳交互，更安全機制。

六、XPCIE1028在六面外觀檢測高速視覺篩選中的優(yōu)勢

運動控制免編程，參數(shù)設(shè)置簡單；

自動尺寸過濾，降低批退率；

心跳交互，設(shè)備操作更安全；

可提供篩選機專用API函數(shù)接口；

高速篩選，多路硬件位置比較觸發(fā)效率可達15000+pcs/min。

審核編輯：湯梓紅