1.2 Wskaźniki projektu

2 Program realizacji projektu

2.1 Program ogólny

Ten projekt dotyczy kwestii automatycznego testowania wydajności wyświetlacza, opracowania systemu testowania automatyzacji wyświetlacza opartego na wizji maszynowej, ogólny schemat systemu jest pokazany na rysunku 1. Rozwiążąc się odpowiednio z trzech aspektów rozwoju ramienia robotycznego i modułu sterowania, modułu wizji maszynowej i rozwoju integracji systemu, główne treści badań obejmują następujące aspekty:
(1) w połączeniu z projektowaniem platformy sprzętowej i systemu oprogramowania, aby ukończyć ogólny projekt robotu ruchu współrzędnych prostokątnych; Dzięki technologii sterowania ruchem o wielu stopniach wolności, utworzenie systemu sterowania servo, zakończenie debugowania oprogramowania i projektowania interfejsu obsługi człowieka-maszyny, umożliwienie tworzenia i debugowania robota ruchu współrzędnych prostokątnych.
(2) Zastosowanie technologii pozyskiwania i przetwarzania obrazu, poprzez kalibrację kamery, ulepszenie obrazu, usuwanie hałasu i ekstrakcję krawędzi, w oparciu o ramy rozwoju aplikacji OpenCV i QT, pozyskiwanie i przekazywanie informacji o stanie pracy wyświetlacza, opracowanie modułu monitorowania stanu pracy wyświetlacza opartego na wizji maszynowej.
(3) Zastosowanie technologii projektowania modułów funkcjonalnych i integracji, aby ukończyć projekt komunikacji i dopasowania funkcjonalnego systemu sterowania ruchem robota z współrzędnymi prostokątnymi i urządzeniem do przetwarzania obrazu, aby osiągnąć zautomatyzowane testy stanu pracy wyświetlacza opartego na wizji maszynowej.

Rysunek 1 System testowy automatyki wyświetlacza oparty na wizji maszynowej

2.2 Konkretne programy realizacji

Ten projekt prowadzi badania na temat kluczowych technologii testowania automatyki wyświetlacza opartej na wizji maszynowej, wyświetlacz jest umieszczony po termostatu, zamocowany za pomocą specjalnego sprzętu, kiedy roboty zamiast rąk ludzkich obsługują wyświetlacz, należy wykorzystać wizję maszynową do monitorowania stanu pracy wyświetlacza i informacji o zamkniętym pętlu zwrotnym oraz utworzyć bazę danych informacji o awariach wyświetlacza. Konkretne rozwiązania wdrożeniowe będą rozwijane w trzech aspektach: rozwoju ramienia robotycznego i modułu sterowania, modułu wizji maszynowej oraz rozwoju integracji systemu.

2.2.1 Rozwój modułu detekcji wizji maszynowej

Widzenie maszynoweMaszyny zamieniają ludzkie oko do pomiaru i oceny.System wizji maszynowejJest to za pośrednictwem produktów wizji maszynowej (tj. urządzenia do pobierania obrazu, zarówno CMOS, jak i CCD), aby przekształcić pobierany cel w sygnał obrazu, który jest przesyłany do dedykowanegoSystem przetwarzania obrazuuzyskać informacje morfologiczne o obiekcie zdjęcia i przekształcić je w sygnał cyfrowy w zależności od rozkładu pikseli i jasności, koloru i innych informacji; System obrazu przeprowadza różne obliczenia na tych sygnałach, aby wyciągnąć cechy celu, a następnie kontrolować ruch urządzenia na miejscu w oparciu o wyniki oceny.
(1) pozyskiwanie sygnału obrazu stanu pracy wyświetlacza
Testowanie wizji maszynowej stanu pracy wyświetlacza za pomocą detekcji CCD, schemat zasady pomiaru jest pokazany na rysunku 3. Skorzystaj z soczewki do obrazowania końcowej strony obrazu wyświetlacza na płycie CCD (jak na rysunku 2). CCD i jego obwód napędowy będzie wychodzić sygnał zebrany kolejno, a następnie po konwersji analogowej, otrzymać dane przetwarzane przez komputer, przetwarzanie i rozpoznawanie obrazu, obrazowanie końcowej powierzchni obrazu, a następnie zwrotne do systemu sterowania komputerowego, aby zapewnić podstawę do analizy stanu pracy wyświetlacza.




Rysunek 3 Schemat wykrywania wizji maszynowej


Rysunek 4 Schemat systemu pomiaru sensorów wizualnych


(2) przetwarzanie obrazu stanu pracy wyświetlacza
Obraz uzyskany za pomocą CCD wymaga przetwarzania i rozpoznawania obrazu, aby uzyskać dokładny i wyraźny obraz stanu pracy wyświetlacza. Najpierw za pośrednictwem CCD i jego obwodu napędowego, aby przekształcić model obrazu w sygnał elektryczny, a następnie po przetwarzaniu programu, aby ulepszyć obraz, przetwarzanie skali szarości, usuwanie hałasu, podział progu, ekstrakcja krawędzi obrazu i inne przetwarzanie, poprawiając dokładność i dokładność wykrywania, a wreszcie zgromadzone obrazy zostaną klasyfikowane i ustanowione bazy danych wykrywania usterek wyświetlacza. Kalibracja aparatu i przetwarzanie binaryzacji obrazu są przedstawione na rysunkach 5 i 6.



Rysunek 5 Kalibracja kamery
Rysunek 6 Przetwarzanie dualizacji obrazu

2.2.2 Rozwój modułu sterowania robotem ruchu współrzędnych prostokątnych

Zastosowanie robota zamiast ręki ludzkiej do automatycznego testowania wyświetlacza wymaga jednoczesnej kontroli ruchu robota ruchu współrzędnych prostokątnych i kontroli systemu servo wizualnego, operator wysyła instrukcje operacyjne do systemu sterowania za pośrednictwem interfejsu interakcji człowieka-maszyny, karta sterowania ruchem przyjmuje tryb momentu obrotowego i przekształca informacje o wielkości cyfrowej w wyjście pulsowe, robot kontrolujący ruch współrzędnych prostokątnych wykonuje ruch i wykonuje odpowiednie działania. Kodery i czujniki wykrywają kontrolę pozycji i momentu, przeprowadzają transmisję sygnału i wymianę danych między systemem sterowania a systemem wykrywania, zakończają projektowanie modułu systemu sterowania i systemu robota, aby zapewnić dokładność ruchu i efektywność testowania wyświetlacza.

Rysunek 7 Schemat kontroli ruchu robota w ruchu współrzędnych prostokątnych
Porównać zaprojektowany robot ruchu współrzędnych prostokątnych z tradycyjnym wieloosiowym mechanizmem ruchu, jak pokazano na rysunku 7. Moduł sterowania robotem ruchu współrzędnych prostokątnych jest głównie używany do kontroli robota zamiast ręki ludzkiej do testowania wyświetlacza, wykrywania systemu wykrywania wykrywania pozycji i momentu oraz wymiany danych między różnymi systemami.
1) Kontrola systemu ruchu
Kontroluj ruch robota o trzech stopniach swobody i zamiast ręki ludzkiej sprawdź wyświetlacz. W oparciu o informacje o pozycji i momencie momentu wykryte przez system wykrywania, system sterowania kontroluje ruch robota w kierunku trzech stopni wolności w przestrzeni i zamiast ręki ludzkiej wykonuje dotyk, kliknięcie i inne działania wyświetlacza.

Rysunek 8 Schemat integracji systemu napędowego
2) Kontrola systemu wykrywania
System wykrywania służy do wykrywania pozycji ruchu i momentu obrotowego robota. Kontrola systemu wykrywania obejmuje wykrywanie pozycji ruchu robota o współrzędnych prostokątnych o trzech stopniach wolności, wykrywanie wielkości momentu na wyświetlaczu kontaktowym końca siłownika, a także prędkość ruchu, odległość i inne parametry ruchu.
3) Wymiana danych
System wykrywania składa się z elementów takich jak czujnik i koder na końcu organu wykonawczego, który przekazuje analogowy sygnał zmierzony przez czujnik do modułu sterującego, a moduł sterujący przekazuje sygnał zwrotny przez pewną relację konwersji do kontroli ruchu robota.
4) Interakcja człowieka-maszyny
Kontrola ruchu robota za pośrednictwem interfejsu interakcji człowiek-maszyna, napisanie oprogramowania do zautomatyzowanego systemu ruchu, operator wybiera odpowiednie menu, aby uzyskać pożądane dane lub realizować pożądane funkcje w celu osiągnięcia interakcji człowiek-maszyna. System oprogramowania umożliwia kontrolę ruchu robota wyświetlającego wiele stopni swobody, przełączanie trybu pozycji i momentu obrotowego, zamknięte pętle zwrotne sygnału pozycji i momentu obrotowego oraz przechowywanie informacji o awarii wyświetlacza. Rozwój danych oprogramowania oparty jest na systemie operacyjnym Windows 7, środowisko językowe rozwoju wybiera C ++, baza danych wybiera bazę danych Oracle. Interfejs interakcji człowieka-maszyny sterowany silnikiem jest pokazany na rysunku 8.

Rysunek 8 Interfejs sterowania silnikiem

2.2.3 Rozwój zintegrowanych systemów testowych

Funkcja systemu testowania automatyzacji wyświetlacza opartego na wizji maszynowej wymaga koordynacji różnych jednostek funkcjonalnych, aby wspólnie wykonywać zautomatyzowane zadania testowe wyświetlacza. Badania umożliwiają zintegrowany nośnik funkcji różnych jednostek automatycznego systemu testowego, projektowanie efektywnie działającego ciała wykonawczego ruchu, osiągnięcie zintegrowanej integracji kontroli stanu pracy wyświetlacza, robotów zamiast wyświetlaczy obsługiwanych ręcznie, aby zapewnić efektywne i skoordynowane działanie procesu automatycznego testowania. Cały system testowania automatyzacji składa się z trzech głównych modułów: modułu wizji maszynowej, modułu sterowania automatyzacją ramienia robotycznego i modułu wykrywania, a ogólny schemat integracji i schemat komunikacji międzymodułowej są pokazane na rysunkach 9 i 10.

Rysunek 9 Integracja systemu testowania automatyki wyświetlacza opartej na wizji maszynowej
Cały zautomatyzowany system testowy komunikuje się za pomocą autobusu terenowego. Za pomocą oprogramowania sterowania opartego na platformie komputerowej i systemie operacyjnym Windows można skonfigurować system w czasie rzeczywistym z funkcją NC w komputerze sterowania przemysłowym, realizować funkcje operacji logicznych (TwinCAT PLC), funkcje sterowania ruchem (TwinCAT NC), operacje z punktami pływającymi oraz funkcje przechowywania i przetwarzania dużych ilości danych za pomocą oprogramowania sterowania opartego na platformie PC i systemie operacyjnym Windows. Program PLC najpierw wysyła sygnał do osi NC, NC po planowaniu ścieżki, obliczeniu PID i przetwarzaniu interfejsu IO wysyła go do napędu, aby osiągnąć kontrolę silnika, podczas gdy stan silnika jest zwrotny do programu PLC w terminie NC. W całym systemie CNC poszczególne moduły oprogramowania (np. programy PLC, NC, aplikacje Windows itp.) pracują podobnie do urządzeń sprzętowych i mogą pracować niezależnie. Wymiana informacji między poszczególnymi modułami oprogramowania odbywa się za pośrednictwem kontrolera ruchu ADS, a zintegrowana architektura komunikacji modułu całego systemu sterowania jest pokazana na rysunku 10.

Rysunek 10 Rozwiązanie komunikacyjne modułu systemu testowania automatycznego