1.2 Indicateurs du projet

2 Programme de mise en œuvre du projet

2.1 programme général

Ce projet vise à développer un système de test automatisé d'écrans d'affichage basé sur la vision industrielle pour les problèmes de test automatique des performances d'affichage, le schéma général du système est illustré à la figure 1. Développé respectivement à partir de trois aspects du développement du bras de la machine et du module de contrôle, du module de vision industrielle, du développement de l'intégration du système, les principaux éléments de l'étude comprennent les aspects suivants:
(1) combiner la conception de la plate - forme matérielle et du système logiciel pour compléter la conception générale du schéma du manipulateur de mouvement à coordonnées droites; Grâce à la technologie de contrôle de mouvement Multi - liberté, construire le système de contrôle servo, terminer la mise en service du logiciel et la conception de l'interface d'exploitation homme - machine, réaliser la conception créative et la mise en service du manipulateur de mouvement à coordonnées droites.
(2) adoptez la technologie d'acquisition et de traitement d'image, par l'étalonnage de caméra, l'amélioration d'image, le débruitage, et l'extraction de bord et d'autres traitements, basés sur le cadre de développement d'application OpenCV et qt, obtenez et transmettez l'information d'état de fonctionnement d'affichage, développez le Module de surveillance d'état de fonctionnement d'affichage basé sur la vision industrielle.
(3) l'utilisation de la conception de module fonctionnel et de la technologie d'intégration pour compléter la communication et la conception de correspondance fonctionnelle du système de commande de mouvement de manipulateur de coordonnées à angle droit et de l'équipement de traitement d'image, réaliser des tests automatisés de l'état de fonctionnement de l'affichage basé sur la Vision industrielle.

Figure 1 système d'essai automatisé d'affichage basé sur la vision industrielle

2.2 programmes de mise en œuvre spécifiques

Ce projet mène des recherches sur les technologies clés de test d'automatisation de l'écran d'affichage basé sur la vision industrielle, l'écran d'affichage est placé après le thermostat, fixé par des pinces spéciales, lorsque le manipulateur remplace la main humaine pour effectuer l'opération de l'écran d'affichage, il est nécessaire d'adopter la vision industrielle pour la surveillance de l'état de fonctionnement de l'écran et la rétroaction en boucle fermée des informations, et d'établir une base de données d'informations sur les défaillances de l'écran d'affichage. Des modes de réalisation spécifiques seront développés à partir de trois aspects: le module de développement et de contrôle du bras de la machine, le module de vision industrielle, le développement de l'intégration du système.

2.2.1 développement de modules de détection de vision industrielle

Vision par machineRemplacer l'œil humain par une machine pour mesurer et juger.Systèmes de vision industrielleEst un produit de vision industrielle (c'est - à - dire un dispositif d'ingestion d'images, CMOS et CCD) qui convertit la cible ingérée en un signal d'image, qui est livré à unSystème de traitement d'imageObtenir l'information morphologique de la cible photographiée, en fonction de la distribution des pixels et de l'information sur la luminosité, la couleur, etc., transformée en signal numérisé; Le système d'image effectue diverses opérations sur ces signaux pour décimer les caractéristiques de la cible et, à son tour, contrôler les actions de l'équipement sur le terrain en fonction des résultats discriminés.
(1) Acquisition de signal d'image d'état de fonctionnement d'affichage
L'état de fonctionnement de l'écran d'affichage est détecté par vision industrielle, avec détection CCD, le schéma de principe de mesure est représenté sur la figure 3. Utilisez une lentille pour Imager la surface d'extrémité de l'image de l'écran d'affichage sur le CCD (comme le montre la figure 2). Le CCD et son circuit de commande délivrent les signaux acquis à leur tour, puis les convertissent analogiquement et numériquement pour obtenir des données traitées par ordinateur, grâce au traitement et à la reconnaissance de l'image, l'imagerie de la surface d'extrémité de l'image est ensuite renvoyée au système de contrôle informatique, fournissant une base pour l'Analyse de l'état de fonctionnement de l'écran d'affichage.




Figure 3 Schéma de principe de détection par vision industrielle


Figure 4 schéma du système de mesure par détection visuelle


(2) traitement d'image de l'état de fonctionnement de l'affichage
Les images obtenues avec CCD nécessitent un traitement d'image et une reconnaissance afin d'obtenir une image précise et claire de l'état de fonctionnement de l'écran. Les modèles d'image des points sont d'abord convertis en signaux électriques par CCD et son circuit de pilotage, puis soumis à un traitement programmé, l'image est augmentée, grisée, bruitée, segmentée par seuil, extraite des bords de l'image, etc., améliorant ainsi la précision et la précision de la détection, et enfin l'image acquise est classifiée en statistiques, établissant une base de données de détection de défauts de l'écran d'affichage. L'étalonnage de la caméra et le traitement de binarisation d'image sont illustrés sur les figures 5 et 6.



Figure 5 étalonnage de la caméra
Figure 6 Traitement de binarisation d'image

2.2.2 développement du module de commande de manipulateur de mouvement à coordonnées droites

L'utilisation d'un manipulateur au lieu d'une main humaine pour effectuer des tests automatisés de l'écran d'affichage, le contrôle de mouvement du manipulateur et le contrôle du servosystème visuel doivent être effectués simultanément, l'opérateur envoie des instructions de fonctionnement au système de contrôle via l'interface homme - machine interactive, la carte de contrôle de mouvement Adopte le mode de couple et Convertit l'information numérique en sortie d'impulsion, le manipulateur contrôlant le mouvement de coordonnées à angle droit termine le mouvement et effectue l'opération correspondante. Le système de détection de codeur et de capteur complète la détection de position et de moment et effectue la transmission de signal et l'échange de données du système de contrôle avec le système de détection, complète le développement de la conception du module du système de contrôle et du système de manipulateur, garantit la précision du mouvement et l'efficacité du test de l'écran d'affichage.

Figure 7 schéma de commande de mouvement du manipulateur pour un mouvement à coordonnées droites
Une analyse comparative du schéma de commande de mouvement a été effectuée entre le manipulateur du Mouvement de coordonnées rectangulaires conçu et un manipulateur de liaison multiaxiale classique, le schéma de commande étant représenté sur la figure 7. Le module de commande de manipulateur de mouvement de coordonnées à angle droit est principalement utilisé pour contrôler le manipulateur à la place de la main humaine pour effectuer le test de l'écran d'affichage, le système de détection complète la détection de position et de moment et l'échange de données entre différents systèmes.
(1) contrôle du système de mouvement
Contrôle du manipulateur pour effectuer un mouvement à trois degrés de liberté et effectuer un test de l'écran d'affichage à la place de la main humaine. En fonction des informations de position et de moment détectées par le système de détection, le système de contrôle contrôle le manipulateur pour effectuer des mouvements dans la direction des trois degrés de liberté de l'espace et à la place de la main humaine pour effectuer des actions telles que le toucher, le clic, etc. de l'écran d'affichage.

Figure 8 schéma d'intégration du système d'entraînement
(2) contrôle du système de détection
Le système de détection est utilisé pour détecter la position de mouvement du manipulateur, le moment. Le contrôle du système de détection comprend la détection de la position de mouvement du manipulateur de coordonnées à angle droit à trois degrés de liberté, la détection de la taille du moment où l'extrémité de l'actionneur touche l'écran d'affichage, et la vitesse du Mouvement, la distance et d'autres paramètres de mouvement.
3) Échange de données
Le système de détection est constitué de composants tels que des capteurs et des codeurs à l'extrémité de l'actionneur, transmettant le signal de grandeur analogique mesuré par le capteur au module de commande, qui transmet le signal de rétroaction à travers une certaine relation de transformation pour effectuer le contrôle du mouvement du manipulateur.
(4) Interaction homme - machine
Le contrôle du mouvement du manipulateur est réalisé par l'intermédiaire d'une interface d'interaction homme - machine, un logiciel de système de mouvement automatisé est écrit et l'opérateur sélectionne le menu correspondant pour obtenir les données souhaitées ou réaliser la fonction souhaitée pour réaliser l'interaction homme - machine. Le système logiciel peut mettre en œuvre des fonctions telles que le contrôle de mouvement montrant la liberté multiple du manipulateur, la commutation de mode de position et de moment, la rétroaction en boucle fermée du signal de position et de moment, et le stockage des informations de défaillance de l'écran d'affichage. Le développement de données logicielles est basé sur le système d'exploitation Windows 7, l'environnement de langage de développement sélectionne C + +, et la base de données sélectionne la base de données Oracle. L'interface homme - machine de commande du moteur est représentée sur la figure 8.

Figure 8 interface homme - machine de commande de moteur

2.2.3 développement intégré de systèmes d'essai automatisés

Le système de test d'automatisation d'affichage basé sur la vision industrielle pour fonctionner nécessite que chaque unité fonctionnelle coopère de manière coordonnée et complète les travaux de test automatisés pour les tests d'affichage. La recherche permet d'automatiser le véhicule intégré des fonctions de chaque unité du système de test, de concevoir un corps d'exécution de mouvement pour un fonctionnement efficace, de réaliser l'intégration intégrée de la détection de l'état de fonctionnement de l'écran d'affichage, du manipulateur au lieu de la main humaine pour actionner l'écran d'affichage et d'autres contrôles, afin de garantir un processus de test automatisé coordonné et efficace. L'ensemble du système de test automatisé est constitué de trois modules principaux: le module de vision industrielle, le module de commande d'automatisation du bras robotisé et l'intégration du module de détection, le schéma d'intégration global et le schéma de communication inter - module sont illustrés sur les figures 9 et 10.

Figure 9 schéma d'intégration du système de test d'automatisation d'affichage basé sur la vision industrielle
L'ensemble du système de test automatisé utilise un bus de terrain pour communiquer. Grâce à un logiciel de contrôle basé sur la plate - forme PC et le système d'exploitation Windows, un système en temps réel avec fonction NC est intégré à la machine de commande, via les opérations logiques de l'automate et en utilisant le matériel standard de la machine PC, la fonction d'opérations logiques (twincat PLC), La fonction de contrôle de mouvement (twincat NC), les opérations en virgule flottante et la fonction de stockage et de traitement de grandes quantités de données. Le programme PLC envoie d'abord le signal à l'axe NC, qui est planifié par la trajectoire, l'opération PID et l'interface io traitent la sortie au pilote pour réaliser le contrôle du moteur, tandis que l'état du moteur est renvoyé au programme PLC à temps par NC. Dans l'ensemble du système CNC, les modules logiciels individuels (tels que les programmes PLC, NC, applications Windows, etc.) fonctionnent comme des périphériques matériels et sont capables de fonctionner indépendamment. L'échange d'informations entre les différents modules logiciels se fait par l'intermédiaire du Contrôleur de mouvement ADS, l'architecture intégrée de communication de l'ensemble des modules du système de contrôle étant représentée sur la figure 10.

Figure 10 schéma de communication du module du système de test automatisé