基于PLC的電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線視覺檢測系統(tǒng)優(yōu)化

摘要:介紹了利用視覺系統(tǒng)檢測電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)質(zhì)量的方法,并將傳統(tǒng)的LAD語言設(shè)計方式優(yōu)化為SCL語言進(jìn)行設(shè)計。通過生產(chǎn)對比發(fā)現(xiàn),SCL語言在檢測過程中大大減少了PLC功能指令的使用,采用了直接尋址的方式,程序塊的編寫更具有條理性,從而提高了視覺檢測系統(tǒng)的反應(yīng)效率。電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線視覺檢測系統(tǒng)也使生產(chǎn)過程更加智能化,實現(xiàn)了無人化質(zhì)量檢測,提高了檢測精度。

關(guān)鍵詞:視覺系統(tǒng):PLC語言:質(zhì)量檢測

引言

電機(jī)端蓋沖壓制造過程中,質(zhì)量的檢測也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中,電機(jī)端蓋的沖壓質(zhì)量由檢測部門人工檢測,這種檢測方式對于工人的素質(zhì)要求較高,而且容易產(chǎn)生視覺疲勞,往往會影響到檢測精度。隨著視覺系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用,電機(jī)端蓋的質(zhì)量檢測可以通過視覺檢測系統(tǒng)與設(shè)置的模板進(jìn)行比較,檢測生產(chǎn)的端蓋與模板的差異性,從而判別端蓋質(zhì)量的精確度,這樣的檢測方式完全節(jié)省了人工成本,提高了檢測精度,同時檢測的穩(wěn)定性也得到了進(jìn)一步的提升。

1電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線視覺檢測設(shè)計

電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線視覺檢測采用CCD照相機(jī)將電機(jī)端蓋轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號,圖像處理系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取端蓋的長度、面積、厚度、軸承孔、側(cè)孔位置特征,再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度輸出結(jié)果,從而判別電機(jī)端蓋的沖壓質(zhì)量是合格還是不合格,實現(xiàn)自動識別功能。

在本次設(shè)計中,視覺檢測系統(tǒng)采用歐姆龍視覺系統(tǒng),由視覺控制器、視覺相機(jī)及監(jiān)視顯示器等組成。視覺相機(jī)安裝在系統(tǒng)平臺專用相機(jī)支架上,用于檢測電機(jī)端蓋的缺陷、形狀等特性。再通過總線連接到生產(chǎn)管理系統(tǒng)上,對檢測結(jié)果和檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線的產(chǎn)線控制系統(tǒng)根據(jù)傳遞過來的檢測結(jié)果進(jìn)行分析。工業(yè)機(jī)器人根據(jù)檢測的結(jié)果,將電機(jī)端蓋搬運(yùn)到具有合格品和不合格品分區(qū)的數(shù)字化立體倉庫中,實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量檢測的數(shù)字化管理。

1基于PLC的電機(jī)端蓋沖壓生產(chǎn)線視覺檢測系統(tǒng)分析及優(yōu)化

產(chǎn)品質(zhì)量視覺檢測控制系統(tǒng)采用西門子公司生產(chǎn)的S7二1200PLC來實現(xiàn)。S7二1200PLC由于編程的習(xí)慣和易操作性,通常用LAD語言來進(jìn)行編程設(shè)計,在電機(jī)端蓋的檢測中,需將沖壓好的電機(jī)端蓋與模板進(jìn)行比較,因此根據(jù)CCD照相機(jī)下的工位上有無產(chǎn)品、產(chǎn)品的位置、軸承孔的位置等信息進(jìn)行比較判斷,由于電機(jī)端蓋在實際情況中的復(fù)雜性,會產(chǎn)生很多可能性,PLC系統(tǒng)需要對其進(jìn)行一一判別,在LAD語言中用到了大量的判別操作,其編程如圖1所示(由于篇幅有限,節(jié)選部分內(nèi)容)。

電機(jī)端蓋視覺檢測PLC程序的長度直接影響到了視覺系統(tǒng)的檢測時間,為了進(jìn)一步提高視覺檢測的性能,可以通過提高PLC硬件CPU的性能和改變PLC編程方式兩種方法來提升。而提高PLC硬件CPU性能會增加設(shè)備安裝成本,因此改變PLC編程方式對于產(chǎn)線的安裝設(shè)計是最佳方法。

為減少PLC的掃描時間,在編程中應(yīng)盡量少選用功能塊和庫函數(shù),采用直接尋址的方式。SCL語言采用結(jié)構(gòu)文本的形式進(jìn)行編程,我們可以通過對視覺系統(tǒng)中電機(jī)端蓋大小、尺寸、孔的位置等分小模塊直接進(jìn)行判斷,而各個小模塊可以獨立存在,最終將小模塊的結(jié)果匯總到大模塊中,各個小模塊互相不產(chǎn)生干涉。這種方法比LAD語言編程條理性更清楚,編程過程中均采用直接尋址的方式,而沒有使用功能塊,減少了PLC程序的通信任務(wù)。其SCL語言編程如圖2所示(由于篇幅有限,節(jié)選部分內(nèi)容)。

3結(jié)語

電機(jī)端蓋視覺檢測系統(tǒng)掃描周期的長短直接影響著產(chǎn)品檢測的效率,因此在不改變硬件性能的情況下優(yōu)化PLC程序是提高視覺系統(tǒng)檢測效率的一種有效方式。在電機(jī)端蓋視覺系統(tǒng)檢測中,對電機(jī)端蓋質(zhì)量的各種實際情況判斷采用SCL語言,使PLC進(jìn)行直接尋址掃描,省略了功能指令的使用,編程的框架性更強(qiáng),有效提高了視覺檢測系統(tǒng)的反應(yīng)速度。