圖1 汽車傳動軸固定節(jié)端面

一邢享、系統(tǒng)組成與控制過程

1. 系統(tǒng)組成

　　　系統(tǒng)主要由機(jī)械部分、電氣部分淡诗、控制部分組成骇塘。機(jī)械部分主要是完成零件的傳送（從安裝位置到檢測位置，再送到下一個(gè)工序的加工位置）韩容、定位（保證零件與攝像頭的同心度）以及不合格零件的剔除款违；電氣部分有傳感器唐瀑、汽缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；控制部分采用PLC和工控機(jī)集成控制插爹。系統(tǒng)硬件配置主要有工控機(jī)哄辣、可編程控制器、CCD攝像頭赠尾、圖像采集卡力穗、I/O接口板、傳感器等硬件及部分外圍電路組成次翩，它們的結(jié)構(gòu)褪鸳，如圖2示。

圖2 系統(tǒng)組成圖

2. 控制流程

系統(tǒng)由工控機(jī)作為上位機(jī)鹿吴，PLC作為下位機(jī)揣响。系統(tǒng)的自動控制流程為：

1. 工控機(jī)與PLC進(jìn)行通信握手，表明一切就緒干策；
2. 送料位置傳感器檢測到工件儿猪，發(fā)信號給PLC；
3. 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彩淮；
4. 如果測量位置沒有工件相梳，則PLC發(fā)信號驅(qū)動汽缸，放開送料擋塊莽每；
5. 測量位置傳感器檢測到工件已經(jīng)到達(dá)又竞，發(fā)信號給PLC械兽；
6. PLC進(jìn)行延時(shí)辖备，目的是讓工件穩(wěn)定有利于拍攝，然后發(fā)信號給工控機(jī)并延時(shí)呈驶，目的是讓計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖象處理與模式識別拷泽；
7. 工控機(jī)執(zhí)行程序由CCD攝像頭攝取圖像，由工控機(jī)實(shí)時(shí)處理圖像袖瞻，作出漏裝或非漏裝判斷結(jié)果司致。把結(jié)果發(fā)給PLC；
8. PLC判斷結(jié)果信息聋迎，如果全裝且翻轉(zhuǎn)位置無工件脂矫，發(fā)信號驅(qū)動汽缸放開定位擋塊；如果漏裝霉晕，PLC發(fā)信號驅(qū)動報(bào)警燈和蜂鳴器庭再，進(jìn)行聲光報(bào)警由工人手工剔除。
9. PLC判斷下料槽是否可以下料牺堰，若可以則翻轉(zhuǎn)工件進(jìn)入下一道工序拄轻。重復(fù)順序執(zhí)行2～8颅围，就達(dá)到了系統(tǒng)的自動檢測。從執(zhí)行過程中可以看到恨搓，前后兩個(gè)位置都實(shí)現(xiàn)了互鎖院促。系統(tǒng)控制流程，如圖3示雳犹。

圖3 系統(tǒng)流程

　　　在這個(gè)系統(tǒng)中满傍，實(shí)現(xiàn)了工控機(jī)與PLC的集成控制。工控機(jī)主要完成對圖象的處理娶讽，PLC完成對現(xiàn)場控制信號的采集與執(zhí)行元件的驅(qū)動嫡服，它們之間的通信采用I/O卡來實(shí)現(xiàn)∏ㄔ牛控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)伴竹，如圖4示。

圖4 控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)

二粤未、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)报叁，微機(jī)基本子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)及基本I/O系統(tǒng)缚袒。它們之間的結(jié)構(gòu)付找，如圖5示。

圖5 硬件結(jié)構(gòu)組成

1. 微機(jī)基本子系統(tǒng)

　　　它是整個(gè)系統(tǒng)的核心绢贵，對整個(gè)系統(tǒng)起監(jiān)督艰争、管理、控制作用桂对，例如進(jìn)行復(fù)雜的信號處理甩卓、控制決策、產(chǎn)生特殊的測試信號蕉斜，控制整個(gè)檢測過程等等逾柿。同時(shí)，利用微機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力和高速運(yùn)算能力宅此，實(shí)現(xiàn)命令識別机错、邏輯判斷、圖像處理父腕、系統(tǒng)動態(tài)特性的自校正弱匪、系統(tǒng)自適應(yīng)等功能。

2. 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

　　　用于和傳感器璧亮、檢測元件聯(lián)接萧诫，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集、整理并經(jīng)接口傳送到微機(jī)子系統(tǒng)處理杜顺。

3. 數(shù)據(jù)分配子系統(tǒng)

　　　實(shí)現(xiàn)對被測工件财搁、測試信號發(fā)生器以及檢測操作過程的自動控制般供。

4. 基本I/O子系統(tǒng)

　　　用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話瞬拆、輸入或改變系統(tǒng)參數(shù)、改變系統(tǒng)工作狀態(tài)、輸出檢測結(jié)果屹请、動態(tài)顯示測控過程扛芽、發(fā)出報(bào)警信號等泉疆。

三蛔乖、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　　軟件設(shè)計(jì)采用模塊化和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法，即自頂向下拭奖、逐步求精的設(shè)計(jì)方法梆载，并且適當(dāng)劃分模塊以提高設(shè)計(jì)與調(diào)試的效率。該系統(tǒng)不但要接受來自傳感器萧状、待測工件的信號撵刷，還要接受和處理來自于控制面板的按鈕信號，以及由圖像采集卡傳來的數(shù)字信號捣兄，而且要求系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)處理能力褐袒。因此，系統(tǒng)軟件對實(shí)時(shí)性有一定的要求稍浆，同時(shí)還要對系統(tǒng)資源進(jìn)行管理和調(diào)度载碌。

1. 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　　上位機(jī)監(jiān)控軟件主要由數(shù)據(jù)采集程序、檢測與控制算法程序衅枫、中斷服務(wù)程序嫁艇、故障自診斷與處理程序等組成。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)弦撩，包括對可編程器件初始化步咪，各I/O口初始狀態(tài)設(shè)定，為系統(tǒng)硬件資源分配任務(wù)等孤钦。

• 軟件初始化

　　　包括堆棧初始化歧斟、狀態(tài)變量初始化、各軟件標(biāo)志初始化偏形、各變量存儲單元初始化、系統(tǒng)參數(shù)初始化等觉鼻。

(2) 數(shù)據(jù)采集模塊

　　　控制攝像頭攝取圖像俊扭，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)文件坠陈。

(3) 檢測/控制模塊

　　　對得到的圖像數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析贝泞、計(jì)算、比較蘸错、檢測牡罚，判別工件是否合格俯炮，并實(shí)現(xiàn)對鍵盤的管理。

(4) 中斷管理模塊

　　　針對系統(tǒng)中的各種中斷源和所選用的微處理機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)缰伶，設(shè)計(jì)相應(yīng)的中斷處理程序模塊敦浅，包括中斷管理模塊和中斷服務(wù)模塊。

(5) 顯示管理模塊

　　　用于實(shí)時(shí)更新顯示圖像和數(shù)據(jù)壮煎，并對報(bào)警指示燈進(jìn)行管理赛琢。

(6) 時(shí)鐘管理模塊

　　　包括數(shù)據(jù)采樣周期定時(shí)、控制周期定時(shí)触迄、動態(tài)刷新周期定時(shí)悴碳、及故障監(jiān)視電路的定時(shí)信號等。

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