labview自动定位锁螺丝的设计
目 录
引言 5
一、虚拟仪器与LabVIEW概括 5
（一）虚拟仪器的简介 5
（二）LabVIEW软件介绍 5
二、总体设计方案 6
三、硬件设计 6
（一）组织概况 6
1、相机 6
2、伺服马达 7
3、网卡 7
4、DMC-B140-M 控制器 7
5、KK模组 7
（二）组织分布 7
1、伺服马达的控制 7
2、DMC-B140-M 控制器 8
3、相机控制 9
4、KK模组 11
四、软件部分的设计 11
（一）程序的设计思想： 11
（二）程序的主体 11
1、程序的界面 11
2、程序框图的介绍 12
3、程序参数的处理 14
小结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
图像处理，是我们通过边缘处理的方法，自动地去扑捉目标，程式会根据螺丝机与相机的相对关系，完成一个锁螺丝的情况，使得锁螺丝的结果更加稳定。图像处理是对拍摄对象中一些比较关键部分作为一个匹配的模板，相机再次拍出的照片于此匹配，就可以达到自动定位的效果。但对于图片的处理，在现如今的工业生产中会有很多不足，所以图片处理的技术会对以后的生产起到很大的作用。图片处理技术是以20世纪中后期医学上图像处理技术为基础兴起的，并开始广泛的应用。在我国是个新兴的行业，但是将来会有一个很大的发展。而虚拟仪器技术则采用性能较高的模块搭配强大的软件技术在一些测试、自动化行业有很好的体现作用，发挥出虚拟器的技术要求高、易扩展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
、时间短和出色的集成优势，在现如今的发展得到应用。
一、虚拟仪器与LabVIEW概括
（一）虚拟仪器的简介
虚拟仪器技术与传统仪器技术有差异，虚拟仪器技术是指在包括数据采集设备的计算机平台上，然后按照需求可以高效率地去构建起一个形形色色的测量系统，是一个基于计算机的仪器及测量技术。对大多说的用户来讲，软件设计成为了主要的工作。虚拟仪器技术突破了传统仪器的限制，它可以将许多的信号处理的一些方法很方便的应用在测量领域，并为自动测量和网络化测量创造有利的前提条件。虚拟仪器现列举以下几个特点。
●软件是虚拟仪器的核心
●虚拟仪器的性价比高
●虚拟仪器良好的人机界面
●虚拟仪器和其他设备互联的能力
（二）LabVIEW软件介绍
LabVIEW是一种采用图形化编程语言，具有良好的人际界面，并广泛地被很多领域所接受，如工业界、学术界以及研究实验室所使用，它被人们视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。虚拟仪器通用接口总线,可以和RS232,RS458和VXI协议硬件及数据采集卡式的全部功能。在其内部还内置一些库函数如TCP/IP、ActiveX等函数它是一个拥有强大的功能和灵活的软件，可以非常方便的建立属于自己的一个标准的库函数。LabVIEW又称为G语言，取而代之的是流程图，不用繁琐的程序代码，因此很方便的使用，被更多的人接受。且使用它进行原理的研发、测试系统，可以使工作效率大大的提高。
LabVIEW应用程序，它有前面板、程序框图和图标三部分构成。前面板是用户界面,该界面显示用户输入和显示输出的两个类的对象,一些开关、按钮、图形和其他控制。每个控件不是单独存在,它们的连接靠的是程序框图。程序流程图是控制和操作出现在前面板中控制输入和输出功能。包含在程序框图上的前面板控制连接,将会有一些面板,但编程的必要性,如功能,布局和附件。LabVIEW的文件名以.vi结尾。
二、总体设计方案
首先程式运行时，控制伺服马达去移动相机的位置。到达位置后，触发相机去进行拍照，然后会得到图片。程式内部会将图片进行处理，得到一个位置，程式会将这个位置告诉程式，程式控制伺服马达去走这个点位，然后螺丝机就会去锁这个点位。系统结构框图如2.1所示。
图2.1 系统结构图
三、硬件设计
（一）组织概况
1、相机
相机是当今工业机器视觉系统的一个重要组成部分,它的最基本的功能是把光信号变为有序的电信号。相机的选择也是机器视觉系统设计中一个重要组成部分,相机的选择直接关系到图像的分辨率,图像等等,同时和整个系统的操作模式有直接关系。下面列举几个相机的主要参数。
1）分辨率：相机每次采集图像的像素点数（Pixels）?，一般对于数字相机就是直接与光电传感器对应的，而相比较其他模拟相机则是由视频制式，
2）像素深度：就是每像素数据的位数，而我们一般常用的是8Bit，对于数字相机机则差异在于一般采用的就是10bit、12bit等。
3） 曝光方式：对于一些线阵相机选择固定行频与外触发同步两种采集方式，曝光时间采用与周期有一个固定的时间。
4）接口类型：现在普遍的以Camera Link接口，1394接口，以太网接口，USB接口输出，本次相机选择的接口为以太网接口。
2、伺服马达
伺服马达系统（servo mechanism）是能够使物体移动的位置、方向、还有一个所处的状态等这些输出量会跟随着输入量的变化的自动控制系统。伺服定位靠脉冲来进行定位，基本上可以这样说，当伺服马达收到了一个脉冲就会跟随旋转脉冲的所设定的角度，从而实现对位置的移动，但是由于伺服电机自己本身就有发射脉冲的一个功能，马达也会旋转一定角度与其呼应，这样一来的话，系统自己就会了解自己的动作，就可以非常精确的控制电机的转动，位置的定位可以精确到0.001毫米。
3、网卡
网卡是实现在局域网中计算机与传输介质的一个通道，可以让介质在局域网中实现电信号与物理连接的对应，还可以控制介质的访问、帧的拆装与封装等这些功能。
4、DMC-B140-M 控制器
DMC - B140 - m控制器将输出脉冲/方向的信号,来控制伺服电机,使其形成一个轴移动、多轴插补、电子齿轮、样条插值、各类运动方式,如电子凸轮。还为用户提供位置反馈信号接口,可以实现在实际运动状况检测和补偿控制器。对于每个独立的轴还有极限以及原点的信号接口。
5、KK模组
KK模组，又称工业机械人，是由马达驱动的移动平台，由滚珠螺杆和 U型线性滑轨导引构成，其滑座同时为滚珠螺杆的驱动螺帽及线性滑轨的导引滑块。
（二）组织分布
1、伺服马达的控制
本次设计使用的伺服马达，由于伺服马达能够精确的定位，并且稳定性比较高等特点，可以在扑捉点位后，准确找到点位，并移动螺丝机去工作。对于马达的控制方面，我们采用局域网的形式对马达控制，主要通过计算机与DMC-B140-M 控制器，然后DMC-B140-M 控制器连接马达的控制器，最后实现计算机对马达的控制。对于控制器里面的连线如图3.1所示的，对于DMC-B140-M 控制器的电路连接如图3.2所示。
图3.1 马达控制器线路连接图
引言 5
一、虚拟仪器与LabVIEW概括 5
（一）虚拟仪器的简介 5
（二）LabVIEW软件介绍 5
二、总体设计方案 6
三、硬件设计 6
（一）组织概况 6
1、相机 6
2、伺服马达 7
3、网卡 7
4、DMC-B140-M 控制器 7
5、KK模组 7
（二）组织分布 7
1、伺服马达的控制 7
2、DMC-B140-M 控制器 8
3、相机控制 9
4、KK模组 11
四、软件部分的设计 11
（一）程序的设计思想： 11
（二）程序的主体 11
1、程序的界面 11
2、程序框图的介绍 12
3、程序参数的处理 14
小结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
图像处理，是我们通过边缘处理的方法，自动地去扑捉目标，程式会根据螺丝机与相机的相对关系，完成一个锁螺丝的情况，使得锁螺丝的结果更加稳定。图像处理是对拍摄对象中一些比较关键部分作为一个匹配的模板，相机再次拍出的照片于此匹配，就可以达到自动定位的效果。但对于图片的处理，在现如今的工业生产中会有很多不足，所以图片处理的技术会对以后的生产起到很大的作用。图片处理技术是以20世纪中后期医学上图像处理技术为基础兴起的，并开始广泛的应用。在我国是个新兴的行业，但是将来会有一个很大的发展。而虚拟仪器技术则采用性能较高的模块搭配强大的软件技术在一些测试、自动化行业有很好的体现作用，发挥出虚拟器的技术要求高、易扩展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
、时间短和出色的集成优势，在现如今的发展得到应用。
一、虚拟仪器与LabVIEW概括
（一）虚拟仪器的简介
虚拟仪器技术与传统仪器技术有差异，虚拟仪器技术是指在包括数据采集设备的计算机平台上，然后按照需求可以高效率地去构建起一个形形色色的测量系统，是一个基于计算机的仪器及测量技术。对大多说的用户来讲，软件设计成为了主要的工作。虚拟仪器技术突破了传统仪器的限制，它可以将许多的信号处理的一些方法很方便的应用在测量领域，并为自动测量和网络化测量创造有利的前提条件。虚拟仪器现列举以下几个特点。
●软件是虚拟仪器的核心
●虚拟仪器的性价比高
●虚拟仪器良好的人机界面
●虚拟仪器和其他设备互联的能力
（二）LabVIEW软件介绍
LabVIEW是一种采用图形化编程语言，具有良好的人际界面，并广泛地被很多领域所接受，如工业界、学术界以及研究实验室所使用，它被人们视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。虚拟仪器通用接口总线,可以和RS232,RS458和VXI协议硬件及数据采集卡式的全部功能。在其内部还内置一些库函数如TCP/IP、ActiveX等函数它是一个拥有强大的功能和灵活的软件，可以非常方便的建立属于自己的一个标准的库函数。LabVIEW又称为G语言，取而代之的是流程图，不用繁琐的程序代码，因此很方便的使用，被更多的人接受。且使用它进行原理的研发、测试系统，可以使工作效率大大的提高。
LabVIEW应用程序，它有前面板、程序框图和图标三部分构成。前面板是用户界面,该界面显示用户输入和显示输出的两个类的对象,一些开关、按钮、图形和其他控制。每个控件不是单独存在,它们的连接靠的是程序框图。程序流程图是控制和操作出现在前面板中控制输入和输出功能。包含在程序框图上的前面板控制连接,将会有一些面板,但编程的必要性,如功能,布局和附件。LabVIEW的文件名以.vi结尾。
二、总体设计方案
首先程式运行时，控制伺服马达去移动相机的位置。到达位置后，触发相机去进行拍照，然后会得到图片。程式内部会将图片进行处理，得到一个位置，程式会将这个位置告诉程式，程式控制伺服马达去走这个点位，然后螺丝机就会去锁这个点位。系统结构框图如2.1所示。
图2.1 系统结构图
三、硬件设计
（一）组织概况
1、相机
相机是当今工业机器视觉系统的一个重要组成部分,它的最基本的功能是把光信号变为有序的电信号。相机的选择也是机器视觉系统设计中一个重要组成部分,相机的选择直接关系到图像的分辨率,图像等等,同时和整个系统的操作模式有直接关系。下面列举几个相机的主要参数。
1）分辨率：相机每次采集图像的像素点数（Pixels）?，一般对于数字相机就是直接与光电传感器对应的，而相比较其他模拟相机则是由视频制式，
2）像素深度：就是每像素数据的位数，而我们一般常用的是8Bit，对于数字相机机则差异在于一般采用的就是10bit、12bit等。
3） 曝光方式：对于一些线阵相机选择固定行频与外触发同步两种采集方式，曝光时间采用与周期有一个固定的时间。
4）接口类型：现在普遍的以Camera Link接口，1394接口，以太网接口，USB接口输出，本次相机选择的接口为以太网接口。
2、伺服马达
伺服马达系统（servo mechanism）是能够使物体移动的位置、方向、还有一个所处的状态等这些输出量会跟随着输入量的变化的自动控制系统。伺服定位靠脉冲来进行定位，基本上可以这样说，当伺服马达收到了一个脉冲就会跟随旋转脉冲的所设定的角度，从而实现对位置的移动，但是由于伺服电机自己本身就有发射脉冲的一个功能，马达也会旋转一定角度与其呼应，这样一来的话，系统自己就会了解自己的动作，就可以非常精确的控制电机的转动，位置的定位可以精确到0.001毫米。
3、网卡
网卡是实现在局域网中计算机与传输介质的一个通道，可以让介质在局域网中实现电信号与物理连接的对应，还可以控制介质的访问、帧的拆装与封装等这些功能。
4、DMC-B140-M 控制器
DMC - B140 - m控制器将输出脉冲/方向的信号,来控制伺服电机,使其形成一个轴移动、多轴插补、电子齿轮、样条插值、各类运动方式,如电子凸轮。还为用户提供位置反馈信号接口,可以实现在实际运动状况检测和补偿控制器。对于每个独立的轴还有极限以及原点的信号接口。
5、KK模组
KK模组，又称工业机械人，是由马达驱动的移动平台，由滚珠螺杆和 U型线性滑轨导引构成，其滑座同时为滚珠螺杆的驱动螺帽及线性滑轨的导引滑块。
（二）组织分布
1、伺服马达的控制
本次设计使用的伺服马达，由于伺服马达能够精确的定位，并且稳定性比较高等特点，可以在扑捉点位后，准确找到点位，并移动螺丝机去工作。对于马达的控制方面，我们采用局域网的形式对马达控制，主要通过计算机与DMC-B140-M 控制器，然后DMC-B140-M 控制器连接马达的控制器，最后实现计算机对马达的控制。对于控制器里面的连线如图3.1所示的，对于DMC-B140-M 控制器的电路连接如图3.2所示。
图3.1 马达控制器线路连接图
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/1689.html
