機器視覺系統在汽車發動機裝配線上的應用

4 系統工作原理

4.1 VS722與PLC之間的數據通訊

視覺傳感器VS722與PLC之間的數據傳遞可以通過三種方式：

VS722提供了8DI/DO的硬件接口，可以與PLC硬件連接實現拍照觸發指令，結果返回等簡單的數據傳遞。

通過PROFIBUS或以太網實現VS722與PLC之間簡單通訊，這種通訊方式使用標準通訊功能塊FC72，通過VS LINK 用PROFIBUS總線方式 能實現28K字節的通訊，通過以太網可以實現60K字節的通訊。在這次應用中VS722和PLC之間的通訊就是通過這種方式實現的。

如果數據通訊要求更高可以選擇增強型通訊，通過PROFIBUS 可以用背景腳本映射虛擬I/O的方式來實現;如果要用以太網來實現增強型數據通訊，可以選用兩種驅動模式：系統/數據連接驅動和背景腳本觸發。

總之，VS722提供的通訊方式非常靈活方便，在實際應用中要根據數據通訊量、實時反饋速度要求、項目成本等實際情況來選用合適的通訊方式。

4.2 缸體打刻號碼的識別

缸體打刻檢查控制系統由主控PLC、VS722、ELS、TP170B以及RFID讀寫識別系統構成。VS722與PLC的信息傳遞通過以太網實現。

進入工位的缸體攜帶M/P存儲卡，卡中存有缸體號碼信息，PLC通過串口利用RFID讀寫器從存儲卡中讀取號碼信息，并在觸摸屏TP170B上顯示出來。PLC通過讀取的號碼信息判斷是需要啟動左邊或者右邊的傳感器進行拍照，顯示了拍照的實物圖像，VS722完成拍照后馬上進行字符識別。

為實現號碼的識別，需要在SPECTATION軟件中進行編程，創建一個PRODUCT下載至VS722中，在PRODUCT 里定義了16個OCR軟傳感器。

4.3 發動機零部件錯裝漏裝的實現

發動機外觀檢查工位由主控PLC (CPU313-PtP),VS722,ELS以及用戶指定的OMRON的RFID讀寫系統構成。VS722與PLC的信息傳遞通過以太網實現。監控計算機的上位軟件采用WINCC。

發動機工件進入工位，定位抬起上升到位后開始拍照，每個傳感器對比檢查不同的部件，如果發現有工件與標準圖像不同將發出報警，同時WINCC畫面上將不合格項對應的圖片自動彈出。由于已將VS722拍攝的圖像顯示畫面集成在WINCC軟件中，如果出現不合格項將自動捕捉實時畫面，由操作人員根據畫面或實物進行最終檢查確認。

對于發動機零部件錯裝漏裝的檢查，SPECTATION提供了下列軟傳感器，特征值(Feature Count)、邊沿計數(Edge Count)目標發現(Object Find)、模板匹配(Template Match)，計算工具(Math Tools)。針對不同的檢查部位，根據不同 的圖像特征選擇合適的軟傳感器進行檢測。

5 結束語

在此次項目的實施過程中，我們深深體會到，如果要讓機器視覺系統發揮最佳效果，有三個基本要素缺一不可：選擇合適的光源，設計理想的機械結構，對視覺傳感器正確合理的編程。

在VS722使用在該發動機生產線之前，所有的相關檢測都需要設置人工工位由工人肉眼來完成，由于工作量大、內容枯燥，非常容易出現人為錯判、漏判的現象，由此出現的質量事件曾經給用戶造成很大的負面形象。此次采用了西門子機器視覺系統后取消了相關的人工崗位，大大提高了工作效率，并保證了產品的質量，取得了良好的經濟和社會效益。