基于机器视觉的工件分拣控制系统及MCGS组态设计
摘要：随着国内的工业自动化的需求不断增加，工业生产过程中对于机器视觉的应用也日益广泛，在工业生产中的地位也是不可替代的。本课题以无锡电气公司中的“X-SINGHT机器视觉”为基础的，设计的基于机器视觉的工件分拣控制系统。本课题首先通过论述的基于机器视觉的工件分拣控制系统，提出的基于机器视觉的工件分拣控制系统的技术指标，对工件分拣控制系统进行的详细的设计分析；根据课题的相关控制要求，要求确定控制系统总体方案。的总体方案，在工件分拣控制系统的基础上增加的机器视觉的技术；最后，简要阐述的本课题设计的基于机器视觉的工件控制系统进行的调试运行情况。
关键词：机器视觉；工件分拣；控制系统
The development of Machine vision work piece sorting control system design
Abstract：With the domestic increasing demand for industrial automation, the application of machine vision in the industrial production process has become increasingly widespread. The status in industrial production is also irreplaceable. Based on the “X-SINGHT machine vision” in Wuxi Electric Co., Ltd., this project designed a machine vision-based work piece sorting control system. This subject first discusses the work piece sorting control system based on machine vision, proposes the technical indicators of the work piece sorting control system based on machine vision, carries out a detailed design analysis of the work piece sorting control system, and secondly, sorts according to the work pieces. The relevant control requirements of the control system determine the overall scheme of the control system. The technology of machine vision is added on the basis of the work piece sorting control system. Finally, the work piece control system based on machine vision designed by this project is briefly described and tested. Operating conditions.
Keywords: machine vision; work piece sorting; control system
目 录
第1章 引言 1
1.1 课题内容及来源 1
1.2 国内外机器视觉研究与应用现状 1
1.3 本课题的主要研究内容 2
第2章 基于机器视觉的工件分拣系统的设计方案 3
2.1 设计要求 3
2.2 设计思路 4
第3章 基于机器视觉的工件分拣系统硬件设计 6
3.1 PLC及扩展模块的选型 6
3.1.1 PLC的概述 6
3.1.2 PLC的选型 6
3.1.3 扩展模块的选型 7
3.2 传感器的选型 7
3.3 工业相机的选型 7
3.3.1 工业相机的概述 7
3.3.2 工业相机的选型 11
3.3.3 工业相机的通信 12
3.4 气动元件的选用 13
3.4.1 气缸的选用 13
3.4.2 电磁阀的选用 13
3.4.3 气动控制回路图 14
3.5 旋转编码器的选用 15
3.6 变频器的选用 16
3.7 电机的选用 17
3.8 控制系统主电路图 18
第4章 基于机器视觉的工件分拣系统软件设计 19
4.1 控制系统动作流程图 19
4.2 I/O地址分配表 20
4.3 PLC梯形图 22
4.4机器视觉脚本 23
4.5 人机界面设计 24
4.5.1 MCGS简介 24
4.5.2 触摸屏的设置 24
4.5.3 人机界面设计 26
第5章 系统调试 29
第6章 结论 30
参考文献 31
附 录 . 32
第1章 引言
1.1课题来源及研究意义
本课题来源无锡职业技术学院校内给定的课题。课题主要以工业上的机器视觉技术为基础设计一个工业生产中的工件分拣控制系统的简要的控制系统理论的模型，借此更好地将在校期间所学习的知识结合在一起，拓展自身的实际动手能力。本课题主要解决如何对工件图案定位以及将其数据转换并与PLC相结合。机器视觉易于实现信息的集成化，可以实现生产上的集成制造。伴随着国内工业生产自动化相关技术的进步，工业生产力水平的提高与机器视觉的应用有着密不可分的关系。
机器视觉的发展不仅能够加快工业生产的智能化，也能够拓展计算机和智能仪器的研究范围以及应用领域。所以，将机器视觉引入工业自动化生产生活之中，替代传统意义上的人工分类检测技术，可以很大程度上提升产品的质量和生产效率，因此对我们生产生活有着重要的影响。因此，本课题将机器视觉运用于工件分拣控制系统能够提高分拣的精准度，比传统意义上的人工分拣和自动分拣更有效率，便于分拣系统整体上管理与控制，有利于提升自身对于机器视觉这项技术的了解和理解。
1.2国内外机器视觉研究与应用现状
目前，随着工业自动化生产智能化时代的到来，在国外首先在上世纪九十年代取得的优先的发展，并且由此广泛的用于工业生产的控制领域，在工业中占有一定的地位。国外在机器视觉这个领域的应用主要体现在半导体和电子行业，其中大约有近一半的都集中体现在半导体行业。比如，各种生产电路板的自动化设备、电子材料加工技术的设备、SMT自动化设备和电子元件成型设备等等。由于国外在机器视觉等工业技术的发展上领先的国内至少二三十年，因此在研究和应用的方面上面国内还远远不及。
国内在刚开始发展时在工业上面的研究发展方面起步较晚，加上国内人才的缺失明显落后于国外。但是随着时代的发展国内加强的工业上整体发展的力度，人才不断的积累，国内在视觉技术的应用领域上日益成熟，并且伴随着各个现代化城市的基础建设的完善，科学技术和商业资金的累积，借助机器视觉技术具有精确性、重复性、速度、客观性以及成本低的特性，各个行业对于工业自动化生产中机器视觉技术的运用逐渐广泛涌现，国内高校和相关的企业也在机器视觉技术领域进行的一定的探索与尝试，并将技术运用在工业生产之中，主要集中在一般的生产领域，其他行业也有一定的涉及。
1.3本课题的主要研究内容
现如今，国内的工业生产即将进入所谓的工业“4.0”时代，机器视觉这项技术也逐渐有较大的发展，业内也将机器视觉视为“高大上”的技术；本课题是以无锡一家独立的电气公司的称为“X-sight studio”视觉技术软件作为机器视觉设计的依据，以“X-sight”视觉开发平台作为基础设计一套基于机器视觉的工件分拣控制系统。根据课题拟定的设计与之相符合的设计要求，而这个控制系统主要能够实现工件分拣功能、视觉识别功能和人机交互及数据监控功能的自动化生产线模型。
按照课题总体设计的要求，本课题的设计进行的如下几个方面的叙述：
1.控制系统的基本结构设计；
2.控制系统的硬件构成及电路设计；
3.机器视觉识别单元设计；
4. PLC编程、MCGS组态工程设计；
5.控制系统的系统调试。
参考文献
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4．机器视觉自动检测技术／余文勇，石绘编著-北京：化学工业出版社，2013，7
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7. 电子电路原理分析与仿真／许自图编著-北京：电子工业出版社，2006，10
8. 机械设计基础与实践／吴明清，王真主编-北京：北京大学出版社，2010，9
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