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　　XPCIE1028實時運動控制卡在六面外觀檢測測高速視覺篩選中的應用，結合正運動技術提供的專用篩選機調試軟件，可實現15000+ pcs/分鐘的IO觸發檢測速度，只需簡單參數設置，搭配圖像采集硬件和視覺處理軟件，即可快速實現全自動CCD視覺篩選。

　　文/深圳市正運動技術有限公司

　　XPCIE1028搭配MotionRT7實時內核，具備多核并行運算能力，能高效處理運動控制和機器視覺等自動化設備核心任務，可解決傳統方案中視覺與運動控制的數據交互速度慢等問題，顯著提升六面外觀檢測測設備的效率和精度，高度滿足設備CCD視覺篩選的高速需求。

　　適用于攝像頭零部件、鋰電池零部件、磁性材料、電子原件、塑料橡膠制品、螺絲螺母、電子元器件、精密五金件等領域。

圖1 常見檢測產品

　　1 XPCIE1028高速運動控制卡簡介

　　XPCIE1028是正運動技術專為高速視覺篩選設備應運而生的一款PCI Express?總線運動控制卡，可控制多個步進電機或數字式伺服電機，以及多個相機和吹氣口的控制，具備位置鎖存、多維高速硬件位置比較輸出PSO、同步跟隨、精準觸發和I/O控制等功能。

　　XPCIE1028實時運動控制卡的功能：

　　l 多路硬件位置比較觸發效率可達15000+pcs/min;

　　l 標準PCIe接口，核間交互，速率更快;

　　l 12進16出，其中8路高速輸入和16路高速輸出;

　　l 1-16路高速輸出口，可自由分配相機和吹氣口;

　　l 專用脈沖輸出和編碼器輸入接口;

　　l 支持多種上位機編程語言開發。

　　2 XPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測設備上的應用

　　(1)基于XPCE1028的六面外觀檢測解決方案

　　物料通過振動盤自動排列并輸送到勻速旋轉的高透明玻璃轉臺，光纖傳感器在入口處感應工件物料，XPCIE1028運動控制卡的高速鎖存輸入口記錄來料位置，計算物料通過多個檢測相機和下料機構的位置觸發節點，然后下發指令觸發檢測相機在對應位置進行拍攝，并把相機觸發統計和觸發結果主動上報，工控機最終統計物料狀態，跟據狀態下發排料數據，控制卡根據數據自動排列并下發指令把物料吹入對應下料料盒。

圖2 六面外觀檢測示意圖

　　機器視覺檢測系統采用CCD工業相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，并傳送給專用的圖像處理系統。根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算，以提取目標的特征，如面積、數量、位置、長度等，再根據預設的容差范圍和其他條件生成輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格/不合格、有/無等，從而實現自動篩選功能。

　　圖3 XPCIE1028 在六面外觀檢測的硬件方案1 (8相機+8排料)

　　圖4 XPCIE1028 在六面外觀檢測的硬件方案2 (12相機+4排料)

　　(2)運動控制的實現

　　基于運動控制器/運動控制卡的六面外觀檢測系統，相比于傳統的PLC+觸摸屏方案，更集成化，響應更快，效率更高。在玻璃轉盤快速運動時，系統也能通過視覺飛拍對物料進行瞬時觸發拍攝、照明和圖像處理，從而在確保檢測精度的同時，還提升了檢測和分選的產能。

圖5 運動控制實現原理

　　(1) XPCIE1028運動控制卡通過專有的脈沖+編碼器反饋軸接口來控制伺服電機，實現轉盤的勻速旋轉，并實時記錄編碼器的反饋位置;

　　(2) XPCIE1028運動控制卡高速輸入口連接光纖傳感器，感應并記錄物料的位置;

　　(3) XPCIE1028運動控制卡高速輸出口可接1-12個相機進行視覺飛拍，檢測物料的合格與不合格;

　　(4) XPCIE1028運動控制卡高速輸出口可接1-8個吹氣裝置，及時對視覺檢測的結果進行相應處理分類。

　　(2)視覺系統的實現

　　系統主要由相機、鏡頭、光源、光源控制器和圖像處理系統等核心組件構成。根據運動速度的不同，系統對相機的拍攝響應時間、曝光時長、鏡頭光圈、像素和光源等方面都有特定的技術要求。只有當所有條件都符合當前的項目運動速度時，視覺系統才能有效地完成產品的各項檢測任務，包括前照檢測、下照檢測、右照檢測、左照檢測、后照檢測、上照檢測等。

　　3 XPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測的方案實現

　　(1)方案硬件配置

　　(2)系統動作流程：

　　①待檢產品上料

　　根據物料的類型，選擇相應的振動盤將各類散件輸送到高透明玻璃轉臺上，其中旋轉臺是以某一設定的速度在恒速旋轉。

　　②感應物料并記錄位置

　　當傳感器感應到物料，基于FPGA的高速鎖存口記錄物料當前位置。

　　③相機觸發拍照

　　通過高速鎖存口鎖存的位置，計算出各個相機的位置，由運動控制器內部硬件位置比較輸出觸發相機，進行視覺飛拍。

　　④視覺系統處理

　　對拍照的物料圖片進行視覺檢測、測量、識別等功能，并傳輸OK 、NG或者待檢信號給到運動控制卡。

　　⑤吹氣篩選

　　根據視覺系統反饋給運動控制卡的結果，以及通過感應器鎖存的物料位置，計算出吹氣口的位置，由運動控制卡內部硬件位置比較輸出控制吹氣口，進行OK、 NG或者待檢篩選。

　　4 六面外觀檢測自動篩選機的運動控制調試工具

　　完整易用的運動控制篩選調試全套工具：

　　針對XXPCIE1028運動控制卡在六面外觀檢測測設備上的應用，正運動技術提供完整的專用六面外觀檢測調試軟件，只需要進行簡單的參數設置，搭配相機和視覺處理軟件，就可以快速實現全自動CCD六面外觀檢測視覺篩選，縮短開發周期，降低開發成本。

圖6 調試軟件界面圖

　　(1)預留1-12個相機輸出口編號，每個相機可以單獨設置輸出口、觸發時間等參數;

　　(2)預留1-8個吹氣輸出口編號，每個電磁閥可以單獨設置輸出口、觸發時間等參數;

　　(3)來料物件感應篩選，尺寸大小過濾;

　　(4)電機參數設置，方便客戶根據不同機型，自由配置參數;

　　(5)智能數據檢測，合格件、不合格件、物料丟失、物料誤吹等計數;

　　(6)IO狀態監控;

　　(7)吹氣范圍和吹氣時間自由設置;

　　(8)心跳交互，更安全機制。

　　5 XPCIE1028在六面外觀檢測高速視覺篩選中的優勢

　　(1)高速篩選，多路硬件位置比較觸發效率可達15000+pcs/min;

　　(2)運動控制免編程，參數設置簡單;

　　(3)自動尺寸過濾，降低批退率;

　　(4)心跳交互，設備操作更安全;

　　(5)可提供篩選機專用API函數接口。