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西门子Simatic VS120视觉系统在工业生产过程的应用

西门子Simatic VS120视觉系统在工业生产过程的应用

2013/1/31 0:18:41

西门子Simatic VS120机器视觉系统已经在全球各工业制造过程获得了广泛的应用。该系统不需要专业的视觉经验,方便易用以及丰富的接口配置,可可靠地实现工业实时检测任务,提高产品制造质量及制造过程自动化。

一、Simatic VS120的主要工业应用
   
图一为VS120机器视觉系统,它由控制器、CCD镜头及工业光源组成。VS120采用示教模式开发,即它通过学习检测对象的特征,检测时与学习过的对象特征进行比较,若大于设置的相似度值(比如设置为70%)则输出OK,小于设置的相似度值则输出N_OK

 

图二为VS120的输出数据结构,可以看出:VS120能够学习检测对象的轮廓特征,据此来完成检测任务。在上述数据结构中,它可以输出Model Number,即目前VS120检测的对象与学习过的哪个模式相似度最高。利用该特性VS120可以进行高速分类(或分拣)任务

图三为VS120在传送带系统执行物体分类任务,根据检测对象轮廓的复杂度,它可以每分钟分拣60件以上的物体。

VS120也可以输出检测对象的ROI(感兴趣区域)坐标(XY)及旋转角度。这样VS120可以实现物体定位。图四为生产线上应用VS120定位工件位置及旋转角度,以便机械手正确抓取并装配。

VS120机器视觉系统完成的第三类任务为:广泛的产品质量检测。图五给出了VS120的一些产品质量检测的应用.

 

二、       应用VS120的项目开发过程

应用VS120的项目开发步骤:

1、模板的示教建立,利用VS120拍摄检测物体的图像,利用VS120的示教学习功能建立模板。模板建立的原则是突出检测物体特征(如边缘轮廓),为此,必须适当调整光强等。

2.进入检测工作模式,当前所检测物与预先建立的模板匹配比较相似度超过预设的及格线(Q_Limit),输出OK 信号,否则输出NO信号。如下图:图中红色圈住部分分别为Q_Limit、匹配相似度、一个检测周期所需时间。

 

3、输出信号发送到PLC或执行机构,发送报警信号或将拉环缺失产品剔除。

三、VS120 的过程集成及配置

1VS120视觉检测系统拥有完善的接口,方便地与自动化系统集成。图十为VS120工业生产过程典型集成应用,图十一为VS120的接口功能及应用PROFIBUS通信协议与S7的组态。当然VS120也可通过PROFINETTCP/IP接口与相关设备连接。

2SIMATIC VS 120根据检测物体大小可有三种典型配置,分别为视场大小70×5040×30及任意视场大小(图十二)。这样可以完成各类检测任务需要。

视场大小为70×50大小,电缆长度2.5米时的配置:

视场大小为40×30大小,电缆长度10米时的配置:

视场大小变化时,采取如下配置,并根据视场大小另配镜头;根据检测物体反光特性配置光源:

参考文献:

[1] SIMATIC VS120 Image Processing Systems。西门子公司,2006.

 

 
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