基于PLC的电机端盖冲压生产线视觉检测系统优化

基于PLC的电机端盖冲压生产线视觉检测系统优化

摘要:介绍了利用视觉系统检测电机端盖冲压生产质量的方法,并将传统的LAD语言设计方式优化为SCL语言进行设计。通过生产对比发现,SCL语言在检测过程中大大减少了PLC功能指令的使用,采用了直接寻址的方式,程序块的编写更具有条理性,从而提高了视觉检测系统的反应效率。电机端盖冲压生产线视觉检测系统也使生产过程更加智能化,实现了无人化质量检测,提高了检测精度。

关键词:视觉系统:PLC语言:质量检测

引言

电机端盖冲压制造过程中,质量的检测也是至关重要的一个环节。在传统的生产过程中,电机端盖的冲压质量由检测部门人工检测,这种检测方式对于工人的素质要求较高,而且容易产生视觉疲劳,往往会影响到检测精度。随着视觉系统在工业中的应用,电机端盖的质量检测可以通过视觉检测系统与设置的模板进行比较,检测生产的端盖与模板的差异性,从而判别端盖质量的精确度,这样的检测方式完全节省了人工成本,提高了检测精度,同时检测的稳定性也得到了进一步的提升。

1电机端盖冲压生产线视觉检测设计

电机端盖冲压生产线视觉检测采用CCD照相机将电机端盖转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取端盖的长度、面积、厚度、轴承孔、侧孔位置特征,再根据预设的允许度输出结果,从而判别电机端盖的冲压质量是合格还是不合格,实现自动识别功能。

在本次设计中,视觉检测系统采用欧姆龙视觉系统,由视觉控制器、视觉相机及监视显示器等组成。视觉相机安装在系统平台专用相机支架上,用于检测电机端盖的缺陷、形状等特性。再通过总线连接到生产管理系统上,对检测结果和检测数据进行传输。电机端盖冲压生产线的产线控制系统根据传递过来的检测结果进行分析。工业机器人根据检测的结果,将电机端盖搬运到具有合格品和不合格品分区的数字化立体仓库中,实现产品质量检测的数字化管理。

1基于PLC的电机端盖冲压生产线视觉检测系统分析及优化

产品质量视觉检测控制系统采用西门子公司生产的S7二1200PLC来实现。S7二1200PLC由于编程的习惯和易操作性,通常用LAD语言来进行编程设计,在电机端盖的检测中,需将冲压好的电机端盖与模板进行比较,因此根据CCD照相机下的工位上有无产品、产品的位置、轴承孔的位置等信息进行比较判断,由于电机端盖在实际情况中的复杂性,会产生很多可能性,PLC系统需要对其进行一一判别,在LAD语言中用到了大量的判别操作,其编程如图1所示(由于篇幅有限,节选部分内容)。

电机端盖视觉检测PLC程序的长度直接影响到了视觉系统的检测时间,为了进一步提高视觉检测的性能,可以通过提高PLC硬件CPU的性能和改变PLC编程方式两种方法来提升。而提高PLC硬件CPU性能会增加设备安装成本,因此改变PLC编程方式对于产线的安装设计是最佳方法。

为减少PLC的扫描时间,在编程中应尽量少选用功能块和库函数,采用直接寻址的方式。SCL语言采用结构文本的形式进行编程,我们可以通过对视觉系统中电机端盖大小、尺寸、孔的位置等分小模块直接进行判断,而各个小模块可以独立存在,最终将小模块的结果汇总到大模块中,各个小模块互相不产生干涉。这种方法比LAD语言编程条理性更清楚,编程过程中均采用直接寻址的方式,而没有使用功能块,减少了PLC程序的通信任务。其SCL语言编程如图2所示(由于篇幅有限,节选部分内容)。

3结语

电机端盖视觉检测系统扫描周期的长短直接影响着产品检测的效率,因此在不改变硬件性能的情况下优化PLC程序是提高视觉系统检测效率的一种有效方式。在电机端盖视觉系统检测中,对电机端盖质量的各种实际情况判断采用SCL语言,使PLC进行直接寻址扫描,省略了功能指令的使用,编程的框架性更强,有效提高了视觉检测系统的反应速度。