随着平板显示器(包括TFT/LCD、PDP和OLED)等产品的尺寸增大,以及同时需要兼容小型化高精度产品的需求加剧,各大厂商对视觉对位工艺流程的负载能力、移动平台范围、效率和精度提出了更高的要求。因此,UVW对位平台成为满足这些需求用户的理想选择。
UVW对位平台,也称XXY对位平台,属于三轴并联运动机构,通过三个线性运动轴的协同控制,能够实现以平面上任意一点的中心旋转和任意方向平移。配合CCD视觉系统,平台在X-Y平面和θ角度进行精密微调,从而达到高精度视觉对位功能,精度可达±0.001mm。
二、市面上常见的传统方案:
传统方案通常需要组合多个独立组件,包括机器人控制柜、工控机、视觉软件、PLC以及定制开发的工艺包程序,不仅增加了系统复杂性,还提高了成本和开发周期。
受限于传统多组件集成方式,往往会面临以下问题:
1.配件多、接线繁琐、故障排查麻烦、开发周期长;
2.视觉与运动控制之间的数据交互效率不高;
3.软硬集成度不高,功能整合度低;
4.多套硬件初始成本和维护成本高。
三、正运动技术UVW对位平台的算法实现
UVW平台一种可以实现以平面上任意一点为中心,进行旋转运动的装置,并可沿着任意的方向平移。UVW平台和视觉系统对接在一起,可以很快完成高精度的纠偏工作,重复定位精度高达±1μm。
正运动技术ZMC406运动控制器可根据系统需求搭配不同硬件平台,支持PC平台的各种操作系统(windows、Linux、iMac)以及各种上位机软件(C、C++、C#、Delphi、VB、.Net、LabVIEW、Python、MATLAB,等等)的应用。
四、工业检测领域的应用
表面缺陷检测
在工业生产中,产品表面的缺陷检测至关重要。通过将产品图像转换为灰度图像,可以简化图像信息,突出缺陷特征。例如,在金属零件表面检测中,划痕、裂纹等缺陷在灰度图像中会表现为灰度值的异常变化。
实现步骤
图像采集:使用工业相机采集金属零件的表面图像。
灰度化处理:调用封装好的 DLL 将采集到的彩色图像转换为灰度图像。
缺陷特征提取:利用灰度图像的灰度值信息,通过阈值分割、边缘检测等方法提取缺陷特征。例如,使用 Canny 边缘检测算法可以检测出划痕和裂纹的边缘。
缺陷分类与判断:根据提取的缺陷特征,结合机器学习或深度学习算法对缺陷进行分类和判断。例如,使用支持向量机(SVM)算法对划痕和裂纹进行分类。
五、尺寸测量
在工业制造中,准确测量产品的尺寸是保证产品质量的关键。将图像灰度化后,可以更方便地进行边缘检测和轮廓提取,从而实现产品尺寸的测量。
实现步骤
图像采集:使用工业相机采集产品的图像。
灰度化处理:调用 DLL 将彩色图像转换为灰度图像。
边缘检测:使用 Canny 等边缘检测算法提取产品的边缘。
轮廓提取:对边缘图像进行轮廓提取,得到产品的轮廓。
尺寸计算:根据提取的轮廓,计算产品的长度、宽度、直径等尺寸。
六、项目实战具体操作
在C#中使用WPF(Windows Presentation Foundation)结合OpenCV进行模块化开发视觉对位运动控制系统,可以分为以下几个步骤来实现:
1. 环境准备
首先,确保你的开发环境中安装了以下软件和库:
Visual Studio:用于开发C#和WPF应用。
OpenCV for .NET:这是一个封装了OpenCV库的.NET版本,方便在C#中使用。
WPF:作为UI框架。
2. 安装OpenCV for .NET
你可以通过NuGet包管理器安装OpenCV for .NET。在Visual Studio中,打开“解决方案资源管理器”,右键点击项目,选择“管理NuGet包”,然后搜索并安装Emgu.CV包。
3. 创建WPF项目
在Visual Studio中创建一个新的WPF应用项目。
4. 添加OpenCV功能
在WPF项目中,你可以创建一个新的类来封装OpenCV的功能。例如,创建一个名为CameraProcessor的类来处理图像捕获和图像处理。
using Emgu.CV;
using Emgu.CV.Structure;
using Emgu.CV.CvEnum;
using System;
using System.Windows.Media.Imaging;
public class CameraProcessor
{
private VideoCapture _capture;
private Mat _image;
public CameraProcessor(int cameraIndex)
{
_capture = new VideoCapture(cameraIndex);
_image = new Mat();
}
public BitmapSource GetFrame()
{
_capture.Read(_image);
return BitmapConverter.ToBitmapSource(_image);
}
public void ProcessFrame()
{
// 在这里添加你的图像处理代码,如特征检测、匹配等。
// 例如,使用SURF或O