汽車傳動軸固定節(jié)是汽車驅(qū)動系統(tǒng)中一個重要的零部件冒滩，傳動軸固定節(jié)的端面溪王，如圖1示毕箍。由于固定節(jié)中6粒鋼球由工人手工進行安裝弛房，有可能發(fā)生少裝的情況，如不及時發(fā)現(xiàn)而柑，將出現(xiàn)質(zhì)量問題文捶，影響產(chǎn)品的正常使用和企業(yè)的聲譽。因此根據(jù)廠方要求設(shè)計了此套系統(tǒng)媒咳，系統(tǒng)采用無損檢測粹排，運用圖象處理與模式識別技術(shù)，對CCD拍攝到的圖象進行處理涩澡，作出漏裝與不漏裝判斷顽耳，并對漏裝工件進行聲光報警。

一汹涯、系統(tǒng)組成與控制過程

1. 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由機械部分今捕、電氣部分、控制部分組成。機械部分主要是完成零件的傳送（從安裝位置到檢測位置希咒，再送到下一個工序的加工位置）透格、定位（保證零件與攝像頭的同心度）以及不合格零件的剔除；電氣部分有傳感器顺良、汽缸等執(zhí)行機構(gòu)組成韭拙；控制部分采用PLC和工控機集成控制。系統(tǒng)硬件配置主要有工控機些栅、可編程控制器祥扒、CCD攝像頭、圖像采集卡至沸、I/O接口板疾隙、傳感器等硬件及部分外圍電路組成，它們的結(jié)構(gòu)颈侈，如圖2示。

2. 控制流程

系統(tǒng)由工控機作為上位機闷旧，PLC作為下位機长豁。系統(tǒng)的自動控制流程為：

工控機與PLC進行通信握手，表明一切就緒忙灼；

送料位置傳感器檢測到工件匠襟，發(fā)信號給PLC；

PLC根據(jù)測量位置傳感器狀態(tài)判斷測量位置是否有工件该园；

如果測量位置沒有工件酸舍，則PLC發(fā)信號驅(qū)動汽缸，放開送料擋塊里初；

測量位置傳感器檢測到工件已經(jīng)到達啃勉，發(fā)信號給PLC；

PLC進行延時双妨，目的是讓工件穩(wěn)定有利于拍攝淮阐，然后發(fā)信號給工控機并延時，目的是讓計算機進行圖象處理與模式識別刁品；

工控機執(zhí)行程序由CCD攝像頭攝取圖像泣特，由工控機實時處理圖像，作出漏裝或非漏裝判斷結(jié)果凡宅。把結(jié)果發(fā)給PLC谆威；

PLC判斷結(jié)果信息，如果全裝且翻轉(zhuǎn)位置無工件钓闲，發(fā)信號驅(qū)動汽缸放開定位擋塊婉饼；如果漏裝，PLC發(fā)信號驅(qū)動報警燈和蜂鳴器，進行聲光報警由工人手工剔除人蕊。

PLC判斷下料槽是否可以下料葬聘，若可以則翻轉(zhuǎn)工件進入下一道工序。重復(fù)順序執(zhí)行2～8锤镀，就達到了系統(tǒng)的自動檢測赖相。從執(zhí)行過程中可以看到，前后兩個位置都實現(xiàn)了互鎖手索。系統(tǒng)控制流程钳骚，如圖3示。

圖3  系統(tǒng)流程

譽唱枝。

在這個系統(tǒng)中貌嫡，實現(xiàn)了工控機與PLC的集成控制。工控機主要完成對圖象的處理该溯，PLC完成對現(xiàn)場控制信號的采集與執(zhí)行元件的驅(qū)動岛抄，它們之間的通信采用I/O卡來實現(xiàn)”奋裕控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)夫椭，如圖4示。

圖4  控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

二氯庆、系統(tǒng)硬件模塊

系統(tǒng)硬件模塊主要分為數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)蹭秋，微機基本子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)及基本I/O系統(tǒng)堤撵。它們之間的結(jié)構(gòu)仁讨，如圖5示。

圖5 硬件結(jié)構(gòu)組成

1. 微機基本子系統(tǒng)

它是整個系統(tǒng)的核心实昨，對整個系統(tǒng)起監(jiān)督洞豁、管理、控制作用屠橄，例如進行復(fù)雜的信號處理播窒、控制決策、產(chǎn)生特殊的測試信號筷资，控制整個檢測過程等等挨这。同時，利用微機強大的信息處理能力和高速運算能力胃宰，實現(xiàn)命令識別嘹冀、邏輯判斷、圖像處理垦适、系統(tǒng)動態(tài)特性的自校正朽突、系統(tǒng)自適應(yīng)等功能。

2. 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

用于和傳感器、檢測元件聯(lián)接析口，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集妥触、整理并經(jīng)接口傳送到微機子系統(tǒng)處理。

3. 數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)

實現(xiàn)對被測工件乱归、測試信號發(fā)生器以及檢測操作過程的自動控制群镰。

4. 基本I/O子系統(tǒng)

用于實現(xiàn)人機對話、輸入或改變系統(tǒng)參數(shù)终吼、改變系統(tǒng)工作狀態(tài)镀赌、輸出檢測結(jié)果、動態(tài)顯示測控過程际跪、發(fā)出報警信號等商佛。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件設(shè)計采用模塊化和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法姆打，即自頂向下良姆、逐步求精的設(shè)計方法，并且適當(dāng)劃分模塊以提高設(shè)計與調(diào)試的效率幔戏。該系統(tǒng)不但要接受來自傳感器溯职、待測工件的信號窑竖，還要接受和處理來自于控制面板的按鈕信號扫倡，以及由圖像采集卡傳來的數(shù)字信號坟漱，而且要求系統(tǒng)具有實時處理能力伯复。因此慨代，系統(tǒng)軟件對實時性有一定的要求，同時還要對系統(tǒng)資源進行管理和調(diào)度啸如。

1. 上位機軟件設(shè)計

上位機監(jiān)控軟件主要由數(shù)據(jù)采集程序品昭、檢測與控制算法程序、中斷服務(wù)程序影菩、故障自診斷與處理程序等組成侍融。系統(tǒng)模塊劃分如下：

(1) 初始化模塊

硬件初始化

對系統(tǒng)中各硬件資源設(shè)定明確的初始化狀態(tài)，包括對可編程器件初始化猜摹，各I/O口初始狀態(tài)設(shè)定崇夫，為系統(tǒng)硬件資源分配任務(wù)等。

軟件初始化

包括堆棧初始化灿磁、狀態(tài)變量初始化缭涣、各軟件標(biāo)志初始化、各變量存儲單元初始化嫁橱、系統(tǒng)參數(shù)初始化等热阁。

(2) 數(shù)據(jù)采集模塊

控制攝像頭攝取圖像，通過圖像采集卡完成A/D轉(zhuǎn)換，并生成待處理的數(shù)據(jù)文件荡明。

(3) 檢測/控制模塊

對得到的圖像數(shù)據(jù)文件進行分析捆革、計算、比較着茸、檢測壮锻，判別工件是否合格，并實現(xiàn)對鍵盤的管理元扔。

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