基于双驱同步与超采样的视觉检测控制系统设计

黄亚珂， 陈珂， 王洲明， 朱文琦

（四川大学制造科学与工程学院，成都610065）

0 引言

由于视觉检测可以快速获得大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此视觉检测越来越多地被用于工况监视、成品检验和质量控制等领域［1］。某企业为检测一种印有特殊图案的板材，且检测板材图案的复杂性和检测要求极高，上位视觉检测采用具有高速响应要求的线阵CCD工业相机，检测间隔为0.01 mm，检测速度为3～6 m/min，检测板材幅面较广，基于此提出了双驱轴移动拍照和高速触发信号处理的视觉检测控制系统，并保持高度开放性以便与上位检测软件的交互。

1 检测过程分析

由于上位视觉检测采用高像素高精度的线阵CCD相机，检测的板材尺寸较大，图案分布幅度较为广阔，而且检测板材型号可变，即检测区域须可调整，故上位视觉检测采用4台相机并行分布，匀速移动对检测板材进行匀速扫描检测，4台相机安装于龙门立轴支撑的横梁之上，相机的安装精度由安装架及其调节机构完成，而且上位检测软件及其特制的校准尺可以整定修正4台相机的同步性，而修正过后拍照过程的移动同步性将由双驱轴伺服系统来完成，系统的关键在于双轴坐标系的建立与同步过程的实现。

图1 检测流程框图

由于拍照速度在3～6 m/min之间可调，拍照间隔为0.01 mm，可计算出拍照触发信号频率为5～10 kHz，为了保证0.01 mm的拍照间隔精度，伺服全闭环反馈的外置直线光栅的分辨率为0.5 μm，周期为2 μm，在拍照速度范围内光栅的采样频率可达到25～50kHz，而常规的PLC周期一般在ms级别［2］，显然不能满足响应需求，故须研究设计高频响应的信号处理方案。……