【正文】 2021 年 . [13] Li W, Zhu G, Lin B. AutomaticallyControlled System for Detecting Quartz Crystal Based on PLC[J]. Advances in Intelligent amp?；跈C(jī)器視覺(jué)的物體識(shí)別定位系統(tǒng)的研究 [D]。南京林業(yè)大學(xué) 。2021 年 . [11]唐健 。基于機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)零件測(cè)量技術(shù) [D]。電子科技大學(xué) 。2021 年 10 期 . [9]李麗娟 。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在手機(jī)面板質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用 [J]。光學(xué)精密工程 。 在此，我再一次真誠(chéng)地向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示感謝！ 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 參考文獻(xiàn) [1]劉霞 . 工業(yè)零件形狀尺寸的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的研究 [D].哈爾濱理工大學(xué) ,2021. [2]李勇 . 基于機(jī)器視覺(jué)的精密零件表面質(zhì)量自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)研究 [D].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) ,2021. [3]闞希 . 基于機(jī)器視覺(jué)的印刷品缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 [D].南京信息工程大學(xué) ,2021. [4]孔侃 . 螺母機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)與篩選系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) [D].江西理工大學(xué) ,2021. [5]談高超 . 基于機(jī)器視覺(jué)的批量零件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的研制與工程應(yīng)用 [D].東華大學(xué) ,2021. [6]范壯 . 機(jī)械零件尺寸視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的研究 [D].哈爾濱工業(yè)大學(xué) ,2021. [7]張業(yè)鵬 ,何濤 ,文昌俊 ,楊銀才 ,沈邦興 。感謝實(shí)驗(yàn)室的王淑芳，張東波等老師的指導(dǎo)和幫助；感謝北京聯(lián)合大學(xué)大學(xué)各位領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心、支持和幫助。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 致 謝 通過(guò)近兩個(gè)月的努力本設(shè)計(jì)也接近尾聲，本設(shè)計(jì)研究論文是在我的導(dǎo)師劉長(zhǎng)青老師的辛勤指導(dǎo)下完成的。 同時(shí)本設(shè)計(jì)成功完成了控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，并在上位監(jiān)控中可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和顯示報(bào)警等功能；實(shí)現(xiàn)上位監(jiān)控和控制系統(tǒng)之間的通信。 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 結(jié) 論 高精度 檢測(cè)技術(shù) 作為推進(jìn) 工業(yè)發(fā)展的 關(guān)鍵 ,機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)因具有精度高、在線、實(shí)時(shí)、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。輸入變量完成后，按下相應(yīng)按鈕觀察變量表中對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值是否正確，如果不正確可能是地址 輸入錯(cuò)誤或接線存在問(wèn)題，可用對(duì)照符號(hào)表與變量表以及相應(yīng) I/O變化，若是接線問(wèn)題，運(yùn)用萬(wàn)用表檢查相應(yīng)接線是否接通。軟件的調(diào)試即程序調(diào)試，程序調(diào)試的目的是測(cè)試程序、查找錯(cuò)誤、修改錯(cuò)誤，直到能夠?qū)崿F(xiàn)程序的功能為止。參數(shù)畫(huà)面設(shè)置如圖 511所示。 圖 510報(bào)警畫(huà)面 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 5. 7 參數(shù)畫(huà)面 在運(yùn)行畫(huà)面中可以對(duì)參數(shù)畫(huà)面進(jìn)行監(jiān)控，參數(shù)畫(huà)面中設(shè)有遠(yuǎn) /近程模式選擇按鈕；在遠(yuǎn)程模式下點(diǎn)擊手動(dòng)按鈕調(diào)用手動(dòng)子程序，然后單擊上行、下行、左行、右行按鈕中的任一各控制設(shè)備運(yùn)行，進(jìn)行電動(dòng)控制。在運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)?shù)竭_(dá)限位開(kāi)關(guān)若還繼續(xù)運(yùn)行電機(jī)則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。運(yùn)行畫(huà)面如圖 59所示。而在運(yùn)行畫(huà)面中設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)指示燈、報(bào)警指示燈、遠(yuǎn) /近程模式選擇指示燈、位置傳感器和傳輸機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，初始畫(huà)面按鈕、報(bào)警畫(huà)面按鈕、退出運(yùn)行按鈕。初始畫(huà)面設(shè)置如圖 58所示。只有登錄成功后才可點(diǎn)擊按鈕進(jìn)入 相應(yīng)畫(huà)面。 圖 57WinCC變量表 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 5. 4 初始畫(huà)面 在初始畫(huà)面中設(shè)置了兩個(gè)按鈕，分別是登錄按鈕、進(jìn)入畫(huà)面按鈕。 圖 55 建立新驅(qū)動(dòng)程序的鏈接 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 56 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 5. 3 建立變量 在 WinCC 運(yùn)行環(huán)境下，設(shè)備的運(yùn)行狀況應(yīng)實(shí)時(shí)反映在變量的數(shù)值中，操作人員可以監(jiān)視過(guò)程數(shù)據(jù)，同時(shí)操作人員在計(jì)算機(jī)上發(fā)布的指令也是通過(guò)變量傳送給檢測(cè)臺(tái)相應(yīng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的上位控制要求，本項(xiàng)目建立了與 PLC 有過(guò)程鏈接的外部變量。 圖 54 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 建立新驅(qū)動(dòng)程序的鏈接 本設(shè)計(jì)僅是計(jì)算機(jī)與一個(gè) CPU 進(jìn)行短距離信息傳輸且所需傳輸數(shù)據(jù)量較小，故兩者之間的網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用 MPI 網(wǎng)絡(luò)。在創(chuàng)建過(guò)程變北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 量前，必須安裝與 PLC控制系統(tǒng)相匹配的通信驅(qū)動(dòng)程序，并至少創(chuàng)建一個(gè)過(guò)程連接。項(xiàng)目屬性設(shè)置如圖 52 至圖 53 所示。然而，本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的上位程序需要在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而若將其他計(jì)算機(jī)組態(tài)的 WinCC 項(xiàng)目復(fù)制到另 一個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)，需修改“計(jì)算機(jī)屬性”中的計(jì)算機(jī)名稱使其與運(yùn)行 WinCC 的計(jì)算機(jī)名稱相同，否則無(wú)法運(yùn)行該項(xiàng)目。初始畫(huà)面主要用于操作人員登錄及各畫(huà)面調(diào)用；運(yùn)行畫(huà)面主要用于監(jiān)視工作臺(tái)運(yùn)行情況和參數(shù)畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面的調(diào)用；參數(shù)畫(huà)面在于設(shè)置所需數(shù)據(jù)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)控制；報(bào)警畫(huà)面是作為發(fā)生各類操作問(wèn)題及安全問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)報(bào)警提示級(jí)信息記錄；上位畫(huà)面結(jié)構(gòu)如圖 51 所示。 圖 410 報(bào)警程序北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 5 上位設(shè)計(jì) 對(duì)于具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)講，除了硬件設(shè)備和控制軟件之外，還應(yīng)有便于用戶操作的人機(jī)界面。若在自動(dòng)模式下運(yùn)行時(shí)攝像頭移動(dòng)到各限位后，還未到達(dá)設(shè)置時(shí)間會(huì)導(dǎo)致報(bào)警燈亮。 在 WinCC 參數(shù)畫(huà)面中添加相應(yīng)的“輸入 /輸出域”連接相應(yīng)變量，給定 X 的值，運(yùn)用整數(shù)乘法指令： MUL I 將 X 乘 2 后放進(jìn)另一字節(jié)中如圖 47 所示；調(diào)用轉(zhuǎn)換器 I BCD指令，將整數(shù)轉(zhuǎn)換為 16 位的 BCD 碼轉(zhuǎn)存到 MW20 中如圖 48所示；調(diào)用 S ODT：接通延時(shí)定時(shí)器，將 MW20 放在定時(shí)時(shí)間值輸入端如圖 49 所示。每轉(zhuǎn)一周需要的脈沖數(shù) / 40 0360N ??? 導(dǎo)軌絲杠的導(dǎo)程 S=8mm，故步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)一周滑塊移動(dòng) 8mm，則滑塊移動(dòng) 1mm 需要脈沖 / 5 0n N S?? 在硬件組態(tài)的脈寬參數(shù)設(shè)置中脈沖周期 T=4。本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)步進(jìn)電機(jī)步距角進(jìn)行了二分故 α=176。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步距角的值，本設(shè)計(jì)中的步進(jìn)電機(jī)的步距角為 θ=176。 圖 46 手動(dòng)程序 4. 6 自動(dòng)子程序 自動(dòng)子程序是在遠(yuǎn)程模式下才可調(diào)用的，為通過(guò)對(duì)自動(dòng)子程序的編寫(xiě)來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 機(jī)的精確定位需要進(jìn)行相應(yīng)的分析。 圖 45 復(fù)位程序 4. 5 手動(dòng)子程序 若滿足手動(dòng)子程序調(diào)用條件，可調(diào)用并執(zhí)行手動(dòng)子程序，在手動(dòng)模式下按下操作面板的上行按鈕攝像頭向上運(yùn)行，按下操作面板的下行按鈕攝像頭向下運(yùn)行，按下操作面板的左行按鈕攝像頭向左運(yùn)行，按下操作面板的右行按鈕攝像頭 向右運(yùn)行，這可實(shí)現(xiàn)攝像頭的點(diǎn)動(dòng)控制可以手動(dòng)調(diào)節(jié)攝像頭的位置。 圖 44 急停子程序 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 4. 4 復(fù)位子程序 若按下啟動(dòng)按鈕時(shí)系統(tǒng)指示燈閃亮攝像頭不在初始位置，需按下操作面板上的“復(fù)位按鈕”調(diào)用復(fù)位子程序，開(kāi)始執(zhí)行復(fù)位程序使攝像頭移動(dòng)到初始位置，攝像頭到達(dá)初始位置后系統(tǒng)指示燈變?yōu)槌Ａ痢? 北京聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 43 SFB49指令調(diào)用 4. 3 急停子程序 為保障機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)臺(tái)的設(shè)備安全運(yùn)行以及操作人員的人身安全，若遇到任何緊急情況，可按下控制面板上的“急停按鈕”，使各執(zhí)行部件立即停止動(dòng)作，并維持在當(dāng)前狀態(tài)以避免發(fā)生意外。 控制升降系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)的脈沖輸出通道設(shè)為 0 通道，控制水平移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)脈沖輸出通道采用 1 通道。 主程序 OB1 的程序流程圖如圖 42 所示。綜上所訴本設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 41。 4. 1 程序結(jié)構(gòu) 根據(jù)對(duì)整體控制工藝要求分析，本項(xiàng)目程控制工藝較為復(fù)雜，因而采用模塊化編程將機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目分解成幾個(gè)子系統(tǒng)，編寫(xiě)各自的子程序進(jìn)行控制。如圖 39 至圖310 所示。電路硬件接線原理圖如圖 36至圖 38。本設(shè)計(jì)的 I/O分配如表 33所示。計(jì)數(shù)器屬性對(duì)話框會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的標(biāo)簽，脈寬調(diào)制標(biāo)簽，選擇此標(biāo)簽可對(duì)脈寬參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖 35 所示。在 CPU 計(jì)數(shù)模塊的屬性對(duì)話框中需要調(diào)用通道 0和 1和脈寬調(diào)制功能，相應(yīng)設(shè)置如圖 34。 圖 33 脈寬調(diào)制組態(tài) CPU 計(jì)數(shù)模塊作為普通數(shù)字量輸出點(diǎn)使用時(shí)，其系統(tǒng)默認(rèn)地址為 、 、（可自行修改），作為高速脈沖輸出時(shí)，對(duì)應(yīng)的通道分別為 0 通道、 1 通道、 2通道（通道號(hào)為固定值，不能自行修改）。 圖 32 CPU設(shè)置 本設(shè)計(jì)是通過(guò)控制脈沖輸出來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，在硬件組態(tài)通過(guò)設(shè)置脈沖輸出周期及脈沖寬度的來(lái)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的移動(dòng)速度。 4 號(hào)槽安裝 I/O模塊，安裝本設(shè)計(jì)所需的數(shù)字量輸入輸出模塊。需設(shè)置 CPU 與 PC 通信的接口 MPI的地址為 2，用于下載程序和監(jiān)視程序運(yùn)行。其中 1 號(hào)槽安裝電源模塊，選擇了一塊輸入 AC220V、輸出 DC24V/2A 的電源模塊。16 紅色指示燈 AD1616V 16 限位開(kāi)關(guān) CM1704 17 光電傳感器 E3FDS30C4 18 繼電器 2790C 19 斷路器 5S