利用NI機器視覺方案改進您的PLC系統

引言

　　憑借著可靠的、分立邏輯和簡單的模擬I/O，可編程邏輯控制器（PLC）幾十年來在生產和自動化行業占據著主導地位。盡管PLC的這些性能可以很好地滿足大部分工業應用的要求，但是不斷發展的工業機器仍然在持續推動著傳統PLC性能向更廣方向延伸。

　　針對一些傳統測量傳感器無法檢測出的產品缺陷，在過去的幾年中，機器視覺已經逐漸成為識別這類產品缺陷的重要工具。添加機器視覺到現有的工業控制和自動化系統中可以幫助您監控工業設備中的各種安全隱患以及必要的維修包養，實時跟蹤產品開發過程，幫助產品的質量控制以減少廢品并確保顧客滿意度。

　　集成機器視覺到現有的系統

　　NI視覺產品可以輕松地集成到可編程邏輯控制器（PLC）、可編程自動化控制器（PAC）和人機交互接口（HMI），并且可以和市場上大量的相機和圖像處理標準協同工作，因此，NI視覺產品可以選擇滿足您的應用需求的傳感器類型、分辨率和帶寬。

　　

　　圖1 NI為視覺應用提供了多種硬件平臺和軟件工具

　　為了實現檢測應用，NI提供了一系列的硬件平臺，從堅固可靠的智能相機，到用于集成相機并且可以獨立運行的嵌入式系統，再到基于PC系統的高性能圖像采集卡。用戶可以通過數字I/O、模擬I/O，以及包括以太網協議Modbus/TCP、EtherNet/IP、TCP/IP、RS232和Modbus串口協議在內的工業通信協議，將這些系統與PLC連接。

　　為了增強硬件平臺的功能，NI提供了2種可選的軟件工具，您可以在各種NI視覺硬件設備上使用它們。用于自動檢測的NI視覺生成器（VBAI）是一款可簡單操作，并且可以獨立運行的機器視覺軟件。NI視覺開發模塊（VDM）則是整合了圖像處理和機器視覺功能，適用于多種編程語言。您可以用VBAI來配置您的系統，或者使用VDM來對系統進行編程。由于可以在整個NI視覺硬件產品平臺上使用統一的軟件開發包，您可以在多個應用平臺之間輕松移植現有的代碼，從而減少系統的開發時間和維護成本。

　　案例分析：集成視覺和機器人技術的化妝品包裝生產線

　　您可以集成視覺檢測系統與PLC甚至工業機器人，從而實現產品生產過程的完全自動化，下面這個案例就是一個很好的例子。

　　Vetraco公司是化妝品完整組裝和包裝生產線領域的公認領先者。該公司需要一個可以將粉刷準確放入粉盒的系統。鑒于粉刷和粉盒形狀并不是固定的，這個系統必須是靈活的且易于操作的。

　　Vetraco聯系了ImagingLab公司。ImagingLab是一家幫助設備制造商和用戶采用創新的機器視覺和機器人技術的意大利公司，他們采用 NI視覺工具，提出了解決方案。通過檢測粉刷的產品缺陷來執行產品質量控制，同時，粉刷放到粉盒的速率達到每分鐘80件。在這個系統中將一個基于PC的、帶有IEEE1394接口的圖像采集卡的視覺系統集成到了刷子的送料傳送機中，同時，系統還集成了DENSO機械臂。將刷子加載到可編程的送料機上，震動刷子以將其分開傳送。視覺系統對粉刷進行圖像采集，確定其位置以及可將部件拾起的坐標點，傳送給機器人。機器人通過視覺系統的引導，撿起并放置粉刷到相應位置，幫助粉刷的分類和裝配任務的完成。視覺系統通過測量尺寸和驗證完整性，對部件提供質量控制。

　　

　　圖2. ImagingLab和Vetraco開發的化妝品包裝生產線

　　結論

　　無論是確保自動化組件的正確裝配，還是檢測醫藥產品包裝的標簽缺陷，機器視覺都起到了很大的作用。在很多自動化領域，機器視覺已經被證明是非常有價值的組成部分。