自动化背板组装视觉对位系统的检测
【】本文主要讲述了自动化背板组装的调试以及精度分析，目前自动化技术已经大幅度的运用于现实当中，而且一步步走向成熟，在现在的自动化技术中已经达到统一化好，在不需要任何人力的基础上就能完成相对应的事情，而在自动化方面全面统一化中，各方面的检测以及调试就非常的重要了，对于自动化的精度分析方面可以通过相机的抓拍捕捉来传输数据到电脑中，再由电脑中先前编辑的程序来进行分析，如果精度出现偏差，机器会发生报警，需要及时去寻找精度跑偏的问题和调整，在调试这一方面，需要先找到问题所在点，通过程序和机器上的问题点来从电脑上进行一步步改正，在慢慢观察其稳定性，这就是自动化背板组装的调试及精度分析。
目录
引言 1
一、自动化背板组装的概述 2
（一）机器的外部结构 2
（二）机器的内部结构 2
（三）机器的整体运行过程 2
二、视觉对位系统的概述 2
三、软硬件配置 4
（一）硬件配置 4
（二）软件配置 4
四、视觉对位软件使用 4
（一）视觉对位软件的界面介绍 4
（二）视觉对位软件的功能设置模块 6
（三）视觉对位软件和机器人的通讯设置 7
（四）获取产品模板位置 9
（五）新配方的配置 9
五、自动化背板组装视觉对位的调试 11
六、自动化背板组装的精度分析 13
七、软件异常的处理及注意事项 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
随着人们科技的不断发展人力逐渐被机器所取代，但是机器也有着其缺点那就是稳定性的问题，机器不能像人类一样长久的保持工作的稳定性，因为机器没有自己的判断能力和分析能力而人类具有，所以人类在机器的基础上有发明了很多的东西来加强继起的稳定性以及让机器具有判断力和分析能力，列如ccd。ccd又称为对位检测 ，对位检测也就是通过相机的拍照然后传递数据到电脑上然后电脑进行分析和检测，人们可以通过电脑来对机器进行改善和调整，这也让机器具有更高的稳定性和操作性。机器是人类进步的象征，也是一个时代的代表，自动化技术广泛用于工业、农业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。在自动化不断发展的情况下，如何快速让机器更具有稳定性和安全性，这就需要ccd来进行控制，ccd现在广泛的用于自动化的调试当中，他可以准备的找的机器组装中出现的各种问题点，而且会给你带来精确的反馈。在这个机械自动化的时代，只有更加的节省人力，才是长久的发展方向。自动化技术在以后的社会中会越来的越广泛，因为这是一个时代的象征。自动化背板组装为机器名称，调试以及精度分析都是通过ccd的控制来完成一系列步骤的，ccd主要需要了解他的软硬件，对位原理，以及使用。只有真正的了解ccd这个功能 ，才能更加的熟悉了解自动化机器，才能在机器出现问题时更加快速准确的完成对机器的改正。所以对于自动化设备来说ccd是非常至关重要的。
一、自动化背板组装的概述
（一）机器的外部结构
自动化背板组装主要由两台机械手，两部高清相机，组装位，皮带线，传感器以及电脑组成。
（二）机器的内部结构
自动化背板组装的内部结构主要由ccd，机械手主机，各种电子元器件，以及plc，其中plc和视觉对位检测系统（简称ccd）最为重要，plc主要负责控制整个机械手的运行轨迹和组装过程，而ccd主要负责就是组装过程中的精度分析以及调试。
（三）机器的整体运行过程
自动化的背板组装的整体运行过程为底板流入组装位，传感器接收到信号机械手得到命令开始组装反射片以及lgp，再组装中会在相机为停住3秒钟让相机拍照，相机拍完照传输到ccd当中进行判别是否到位，然后再进行组装，如果不到位，机器会发生报警然后电脑上出现提示，会告知哪里不到位，我们可以通过ccd直接进行调试，当存在一些细微的的精度问题，也可以通过ccd来进行完成，完成组装后，传感器会给出信号皮带线会转动，使组装好的底板流出。lgp和反射片机械手的组装示意图如图11所示。
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图11 lgp+反射片组装示意图
二、视觉对位系统的概述
视觉对位系统是指通过相机取像获取产品的实际位置，然后通过机器人调整使得产品贴合组装能保持高度一致性的系统。视觉系统的组成一般有3个部分组成：
取像装置：一般有一个或者多个工业相机或者智能相机来完成，实时获取产品的图像，一般取像装置会配合镜头一起使用；
光源:工业LED灯因有照射线性好，亮度高，损耗功率低，使用寿命长等因素而被作为打光装置的首选材料，其电源为直流24V。采用光源的两个重要用途
A．排除外界光源对程序的影响
B．使产品有效地特征更明显
控制器:控制器主要是控制并存储图像处理程序，并作一定的输入输出相应。一般智能相机是不需要单独的控制器，因为智能相机的控制器集成在取像装置中。非智能的PC相机只是采集图片的作用，对图像的处理程序和存储功能都由工控机执行。
本次视觉对位的原理采用了相对偏移的法则完成整个对位工作，主要的对位过程是：
先获取底板产品的位置，然后获取反射片的位置，通过两个位置的计算，发送相对偏移量给机器人，机器人将反射片贴合到底板的指定位置，然后利用同样的原理将LGP组装到指定的位置。在介绍控制器是如何计算相对偏移量之前，我们需要先做以下的几项工作：
校准相机，使得两个相机的工作坐标系和执行机构（机器人）的坐标系完全一致，同时还要真是的反映出产品的实际位移；
计算执行机构的旋转中心，整个的对位过程永远都是一致的，那就是先旋转产品，使两个产品的角度保持一致，然后只要平移其中一个产品就可以将两个产品按照要求贴合到一起。但是我们拍照只有一次机会，此时如果直接发送产品的X,Y,Theta（角度）值，此时只有Theta（角度）是正确的信息，因为此时的X,Y值是在有角度偏差的情况下计算的，而我们真正需要的却是在两个产品的角度保持一致的情况下的X,Y偏移量。所以我们就需要虚拟空间位置来计算产品在旋转一定的角度后产品的特征点新坐标，
图21 旋转视图
如图21所示，旋转同样的角度整个产品的位置是不一样的，红色的虚线框是产品绕P1点旋转一定的角度后的位置，绿色虚线框是产品绕P2点旋转相同角度后的产品位置。我们计算旋转中心就是为了计算产品在旋转一定角度后指定点新位置坐标。
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引言 1
一、自动化背板组装的概述 2
（一）机器的外部结构 2
（二）机器的内部结构 2
（三）机器的整体运行过程 2
二、视觉对位系统的概述 2
三、软硬件配置 4
（一）硬件配置 4
（二）软件配置 4
四、视觉对位软件使用 4
（一）视觉对位软件的界面介绍 4
（二）视觉对位软件的功能设置模块 6
（三）视觉对位软件和机器人的通讯设置 7
（四）获取产品模板位置 9
（五）新配方的配置 9
五、自动化背板组装视觉对位的调试 11
六、自动化背板组装的精度分析 13
七、软件异常的处理及注意事项 18
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
随着人们科技的不断发展人力逐渐被机器所取代，但是机器也有着其缺点那就是稳定性的问题，机器不能像人类一样长久的保持工作的稳定性，因为机器没有自己的判断能力和分析能力而人类具有，所以人类在机器的基础上有发明了很多的东西来加强继起的稳定性以及让机器具有判断力和分析能力，列如ccd。ccd又称为对位检测 ，对位检测也就是通过相机的拍照然后传递数据到电脑上然后电脑进行分析和检测，人们可以通过电脑来对机器进行改善和调整，这也让机器具有更高的稳定性和操作性。机器是人类进步的象征，也是一个时代的代表，自动化技术广泛用于工业、农业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。在自动化不断发展的情况下，如何快速让机器更具有稳定性和安全性，这就需要ccd来进行控制，ccd现在广泛的用于自动化的调试当中，他可以准备的找的机器组装中出现的各种问题点，而且会给你带来精确的反馈。在这个机械自动化的时代，只有更加的节省人力，才是长久的发展方向。自动化技术在以后的社会中会越来的越广泛，因为这是一个时代的象征。自动化背板组装为机器名称，调试以及精度分析都是通过ccd的控制来完成一系列步骤的，ccd主要需要了解他的软硬件，对位原理，以及使用。只有真正的了解ccd这个功能 ，才能更加的熟悉了解自动化机器，才能在机器出现问题时更加快速准确的完成对机器的改正。所以对于自动化设备来说ccd是非常至关重要的。
一、自动化背板组装的概述
（一）机器的外部结构
自动化背板组装主要由两台机械手，两部高清相机，组装位，皮带线，传感器以及电脑组成。
（二）机器的内部结构
自动化背板组装的内部结构主要由ccd，机械手主机，各种电子元器件，以及plc，其中plc和视觉对位检测系统（简称ccd）最为重要，plc主要负责控制整个机械手的运行轨迹和组装过程，而ccd主要负责就是组装过程中的精度分析以及调试。
（三）机器的整体运行过程
自动化的背板组装的整体运行过程为底板流入组装位，传感器接收到信号机械手得到命令开始组装反射片以及lgp，再组装中会在相机为停住3秒钟让相机拍照，相机拍完照传输到ccd当中进行判别是否到位，然后再进行组装，如果不到位，机器会发生报警然后电脑上出现提示，会告知哪里不到位，我们可以通过ccd直接进行调试，当存在一些细微的的精度问题，也可以通过ccd来进行完成，完成组装后，传感器会给出信号皮带线会转动，使组装好的底板流出。lgp和反射片机械手的组装示意图如图11所示。
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图11 lgp+反射片组装示意图
二、视觉对位系统的概述
视觉对位系统是指通过相机取像获取产品的实际位置，然后通过机器人调整使得产品贴合组装能保持高度一致性的系统。视觉系统的组成一般有3个部分组成：
取像装置：一般有一个或者多个工业相机或者智能相机来完成，实时获取产品的图像，一般取像装置会配合镜头一起使用；
光源:工业LED灯因有照射线性好，亮度高，损耗功率低，使用寿命长等因素而被作为打光装置的首选材料，其电源为直流24V。采用光源的两个重要用途
A．排除外界光源对程序的影响
B．使产品有效地特征更明显
控制器:控制器主要是控制并存储图像处理程序，并作一定的输入输出相应。一般智能相机是不需要单独的控制器，因为智能相机的控制器集成在取像装置中。非智能的PC相机只是采集图片的作用，对图像的处理程序和存储功能都由工控机执行。
本次视觉对位的原理采用了相对偏移的法则完成整个对位工作，主要的对位过程是：
先获取底板产品的位置，然后获取反射片的位置，通过两个位置的计算，发送相对偏移量给机器人，机器人将反射片贴合到底板的指定位置，然后利用同样的原理将LGP组装到指定的位置。在介绍控制器是如何计算相对偏移量之前，我们需要先做以下的几项工作：
校准相机，使得两个相机的工作坐标系和执行机构（机器人）的坐标系完全一致，同时还要真是的反映出产品的实际位移；
计算执行机构的旋转中心，整个的对位过程永远都是一致的，那就是先旋转产品，使两个产品的角度保持一致，然后只要平移其中一个产品就可以将两个产品按照要求贴合到一起。但是我们拍照只有一次机会，此时如果直接发送产品的X,Y,Theta（角度）值，此时只有Theta（角度）是正确的信息，因为此时的X,Y值是在有角度偏差的情况下计算的，而我们真正需要的却是在两个产品的角度保持一致的情况下的X,Y偏移量。所以我们就需要虚拟空间位置来计算产品在旋转一定的角度后产品的特征点新坐标，
图21 旋转视图
如图21所示，旋转同样的角度整个产品的位置是不一样的，红色的虚线框是产品绕P1点旋转一定的角度后的位置，绿色虚线框是产品绕P2点旋转相同角度后的产品位置。我们计算旋转中心就是为了计算产品在旋转一定角度后指定点新位置坐标。
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