[發明專利]基于機器視覺檢測對中控制裝置的設計方法

有效

• 申請號: 200910032303.0
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101596556A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 羅新斌;邢青青;黃秀琴;王龍;李坤杰;鄭文勝
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: B21B39/14
• 分類號: B21B39/14;G01B11/00;B65H23/032;B65H26/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

1.基于機器視覺檢測對中控制裝置，其特征在于：所述裝置包括第一行掃描傳感器(1)、第二行掃描傳感器(2)、LED線形光源(3)、圖像采集模塊(4)、PCIe總線圖像傳輸模塊(5)、機器視覺邊部自動定位軟件(6)、數字控制器(7)、接口模塊(8)、液壓伺服系統(9)及液壓泵站(10)，所述LED線形光源(3)與第一行掃描傳感器(1)和第二行掃描傳感器(2)相連接，所述第一行掃描傳感器(1)和第二行掃描傳感器(2)接入圖像采集模塊(4)，所述圖像采集模塊(4)連接PCIe總線圖像傳輸模塊(5)，所述PCIe總線圖像傳輸模塊(5)通過機器視覺邊部自動定位軟件(6)與數字控制器(7)通信連接，所述接口模塊(8)接入數字控制器(7)，所述接口模塊(8)還與液壓伺服系統(9)連接，所述液壓泵站(10)與液壓伺服系統(9)油路連接；

所述第一行掃描傳感器(1)、第二行掃描傳感器(2)，快速感應寬幅長帶狀表面，感應的結果以線形圖像的形式輸出給圖像采集模塊(4)；

所述LED線形光源(3)，產生匯聚線形光輻射到被檢測物體，通過反射將被檢測物體的表面狀況送給第一行掃描傳感器(1)和第二行掃描傳感器(2)；

所述圖像采集模塊(4)，對第一行掃描傳感器(1)和第二行掃描傳感器(2)的輸入信號進行底層處理和轉換，同時根據需要將行信號合并成合適大小的圖像信號；

所述PCIe總線圖像傳輸模塊(5)，為圖像采集模塊(4)的兩路數據提供點對點獨立帶寬總線通道；

所述機器視覺邊部自動定位軟件(6)，通過圖像處理算法對帶料邊部進行定位和跟蹤，根據兩個邊部信號計算出帶材實際中心位置，與軋制中心線比較計算出當前帶材中心偏差量；

所述數字控制器(7)，根據接口模塊(8)傳入的機列系統的速度、張力、卷徑、料寬以及數字量控制信號確定數字控制器(7)的參數，并根據機器視覺邊部自動定位軟件(6)輸入的帶材中心線位置偏差信號和控制器參數計算控制量信號輸出給接口模塊(8)；

所述接口模塊(8)，輸入機列系統的速度、張力、卷徑、料寬以及數字量控制信號送給數字控制器(7)，同時將數字控制器(7)的計算結果輸出給液壓伺服系統(9)；

所述液壓伺服系統(9)，根據接口模塊(8)輸出的控制信號調節負載運動速度的大小和方向；

所述液壓泵站(10)，為液壓伺服系統(9)提供壓力源。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺檢測對中控制裝置，其特征在于：所述第一行掃描傳感器(1)、第二行掃描傳感器(2)均包含機器視覺鏡頭、線性CCD感光元件、模擬數字轉換電路、底層信號處理電路、電源模塊以及接口電路；所述LED線形光源(3)包含散熱系統、電源模塊、電源分配板、LED顆粒、聚光模塊以及前置散光板；所述圖像采集模塊(4)包含CameraLink輸入接口模塊、相機控制時鐘、ROI區域采集與觸發控制單元、通用串行控制單元、外部IO擴展接口、觸發控制連接器、實時同步接口單元和總線接口控制器；所述PCIe總線圖像傳輸模塊(5)包含PCIe總線接口；所述機器視覺邊部自動定位軟件(6)包含圖像去噪處理單元、圖像校正處理模塊、圖像增強單元、圖像差分單元、統計矩自適應閾值邊緣檢測模塊、邊緣鏈接單元、形態學處理單元、圖像標定系統、帶材圖像中心位置與世界坐標轉換模塊、軋制中心線偏差計算單元和NILabview與Vision開發環境；所述數字控制器(7)包含PID參數自適應計算模塊和PID控制器模塊；所述接口模塊(8)包含機列控制數字輸入模塊、傳動模擬信號輸入模塊、警示數字信號輸出模塊、現場總線模塊、串行通訊接口以及點對點物理接口；所述液壓伺服系統(9)包括伺服控制器和伺服閥；所述液壓泵站(10)包含液壓泵電機、液壓電氣控制系統以及壓力控制部分。

3.根據權利要求2所述的基于機器視覺檢測對中控制裝置，其特征在于：所述線性CCD感光元件為CMOS傳感器；接口電路類型為CameraLink、或者為1394接口、或者為GIGE接口、或者為USB接口。