Page 42 - 无损检测2022年第十期
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李光保,等:
   药柱产品缺陷的激光错位散斑自动检测

                                                     动, 从而确定驱动设备运动的实际位置, 所涉及的
                                                     伺服驱动 系 统 采 用 半 闭 环 方 式, 伺 服 电 机 控 制 方
                                                     式如图 8 所示。











                图 6  控制系统总体架构                                      图 8  伺服电机控制方式
   3.1  控制系统 PLC                                     3.3  程序设计
      西门子控制器 PLC 的作用为接收各子系统发                         3.3.1 PLC 程序流程
   送的数据, 并向子系统发送控制指令。控制器采用                                整个检测系统中的伺服电机控制、 激光散斑探

   西门子 S7-1200 系列 PLC , 除 PLCCPU 外, 主要还              伤器驱动、 真空泵驱动、 压缩机驱动、 真空计读数等
                                                     都是由 PLC 控制器程序进行控制, PLC 控制系统
   包括扩展I / O 模块、 模拟量输入模块等。扩展 I / O
   模块主要完成开关量输入信号的采集以及开关量控                            控制流程如图 9 所示。
   制信号的输出, 模拟量输入模块主要采集真空气压                           3.3.2  触摸屏程序
   计的模拟量信号。 PLC 控制系统框图如图 7 所示。                            触摸屏程序设计主要包括界面设计和按钮及数
                                                     值输入等控件的逻辑编写, 其基于检测系统的工艺要
                                                     求进行编写, 可满足下位机的数据采集和显示, 触摸
                                                     屏界面如图10所示。
                                                     4  缺陷检测功能实现


                                                        缺陷检测功能是激光错位散斑自动检测系统的
                                                     核心功能     [ 11-12 ] , 检测软件主程序界面如图 11 所示。
                                                     软件界面包含控制部分、 视频窗口、 冻结图像显示窗
                                                     口、 操作日志文件等。软件功能主要包括视频显示、
                                                     图像处理、 缺陷测量和定位、 系统设置等。
                图 7 PLC 控制系统框图
                                                     4.1  图像处理
   3.2  伺服电机控制                                          检测软件的图像处理功能主要有平滑滤波、 去
      在待检测产品, 沿其圆周和高度方向均匀划分                          背景和对比度拉伸。
   出 6 个区域, 为提高检测效率, 需把待检测产品固定                       4.1.1  平滑
   在负压柜转台上, 升降机构分为两个检测位置, 转台                              图像平滑采用线性平滑处理方式, 能使得采集
   分为 3 个检测位置, 升降机构固定时, 按工艺流程完                       的检测图像亮度渐变, 减小突变梯度, 实现图像的平
   成其中一个区域的检测后, 通过转台伺服电机驱动,                          滑去噪声。某图像平滑处理前后效果如图 12 所示。
   完成转台的120° 旋转, 然后重复该工艺流程3 次( 完                     4.1.2  去背景
   成 3 个转台位置的检测), 再驱动升降机构移动到下                             检测图像不可避免地会产生整体变形, 而整体
   一位置重复转台的操作, 最终完成待检测产品的全                           变形会导致背景图出现条纹, 对检测结果产生影响,
   部检测。为了满足旋转精度的要求, 转台的控制中                           系统则可采用去背景方式对图像进行处理。
   采用了交流伺服控制系统, 以实现位置的精准控制。                          4.1.3  对比度拉伸
       伺服电机的位置控制方式是采用 PLC 控制器                             若处理后得到的图像缺陷特征比较模糊, 不易
   输入伺服 驱 动 器 脉 冲 的 频 率, 从 而 实 现 对 伺 服 系             分辨, 则可以通过对比度拉伸来调整图像的对比度。
   统转动速 度 的 控 制。在 实 际 运 行 过 程 中, PLC 控               4.2  缺陷测量
   制器通 过 控 制 脉 冲 个 数 实 现 电 机 不 同 角 度 的 转                 图像初 始 标 定 后 , 将 检 测 图 像 与 标 准 试 块 对
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          2022 年 第 44 卷 第 10 期


          无损检测
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