[发明专利]基于机器视觉检测对中控制装置的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉检测对中控制装置的设计方法，属于视觉测量与控制技术领域。

背景技术

带材在运行的生产线上应在一定的横向公差范围内对准机组中心线(或设定位置)，否则会造成刮坏设备、断带停产以及影响产品质量等后果。为了保证带材在生产线上安全运行需对带材进行对中控制，带材自动对中控制装置的主要组成部分包括：检测系统、微处理器控制装置、驱动器和液压控制(或机械传动)系统。目前对中纠偏的几种形式是：光电式、电感式、电容式、CCD式，采用CCD式的检测装置多采用正面照射的方式，光源与CCD摄像头位于带材两侧；使用两个CCD摄像头测量，摄像头的镜头中心对准带材的两个边缘，两个摄像头用丝杠相连，当带材宽度发生变化时，通过摇动丝杠，使两个摄像头的中心距与带材宽度相一致。检测过程中，将两个摄像头的测量值作减法计算，根据计算的数值及符号，可知带材的偏移量及偏移方向。这种检测方法可实现生产的对中需要，但其结构复杂，故障率高，且需要根据带材宽度手动调节检测位置，需要配置定位及驱动装置。导致在连续生产的情况下影响了生产效率，其主要的原因在于检测装置的可视范围较小、没有实现带材边部的自动定位。同时该类装置处理平台以硬件为主，缺乏灵活性无法实现复杂的智能检测与控制算法。

因此，如何实现全自动智能检测与控制、提高装置的易操作性与可靠性是一个要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于机器视觉检测对中控制装置的设计方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

基于机器视觉检测对中控制装置的设计方法，特点是：所述装置包括第一行扫描传感器、第二行扫描传感器、LED线形光源、图像采集模块、PCIe总线图像传输模块、机器视觉边部自动定位软件、数字控制器、接口模块、液压伺服系统及液压泵站，所述LED线形光源与第一行扫描传感器和第二行扫描传感器相连接，所述第一行扫描传感器和第二行扫描传感器接入图像采集模块，所述图像采集模块连接PCIe总线图像传输模块，所述PCIe总线图像传输模块通过机器视觉边部自动定位软件与数字控制器通信连接，所述接口模块接入数字控制器，所述接口模块还与液压伺服系统连接，所述液压泵站与液压伺服系统油路连接；

所述第一行扫描传感器、第二行扫描传感器，快速感应宽幅长带状表面，感应的结果以线形图像的形式输出给图像采集模块；

所述LED线形光源，产生汇聚线形光辐射到被检测物体，通过反射将被检测物体的表面状况送给第一行扫描传感器、第二行扫描传感器；

所述图像采集模块，对第一行扫描传感器和第二行扫描传感器的输入信号进行底层处理和转换，同时根据需要将行信号合并成合适大小的图像信号；

所述PCIe总线图像传输模块，为图像采集模块的两路数据提供点对点独立带宽总线通道；

所述机器视觉边部自动定位软件，通过图像处理算法对带料边部进行定位和跟踪，根据两个边部信号计算出带材实际中心位置，与轧制中心线比较计算出当前带材中心偏差量；

所述数字控制器，根据接口模块传入的机列系统的速度、张力、卷径、料宽以及数字量控制信号确定数字控制器的参数，并根据机器视觉边部自动定位软件输入的带材中心线位置偏差信号和控制器参数计算控制量信号输出给接口模块；

所述接口模块，输入机列系统的速度、张力、卷径、料宽以及数字量控制信号给数字控制器，同时将数字控制器的计算结果输出给液压伺服系统；

所述液压伺服系统，根据接口模块输出的控制信号调节负载运动速度的大小和方向；

所述液压泵站，为液压控制系统提供压力源。