基于机器视觉的纠偏检测系统.pdf

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1、工业自动化DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．11．024基于机器视觉的纠偏检测系统陈耀欢，任德均，邓霖杰，代成刚(四川大学，四川成都610065)摘要：卷材在复卷过程中容易发生偏移，而现有的纠偏系统纠偏效果不理想，利用机器视觉技术设计了一套全新的自动纠偏系统，实现了对卷材偏移的实时检测，并且能及时将偏差信号反馈给执行元件，提高了纠偏精度和工作效率。关键词：机器视觉；纠偏；图像检测；复卷机；CCD中图分类号：TP274+．5文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)

2、11—0086—03SystemofDeviationDetectorBasedonMachineVisionCHENYao—huan，RENDe-jan，DENGLin-jie，DAICheng—gang(SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Underbackgroundofcoiledmaterialayeeasilydeviation，intheprocessofrewindingandtheexistingcorrectionsystemisn

3、otsatisfied．setsupanautomaticcorrectiondevicebasedonmachinevisiontoonlinemonitoringofdeviationand~edbackthedeviationsignaltotheactuator．Inaverylargeextent，itimprovesthecorrectiveaccuracyandworkefficiency．Keywords：machinevision；deviationrectifying；imagedetec

4、tion；rewinder；CCD0引言置纠偏控制是指企业所生产的卷材在喷涂、印刷、层合、分切或者其他卷材卷绕过程中，始终要保持卷材侧面整齐一致而采取的技术操作。因为卷材边缘一旦没有对齐，就会引起后续的工步纸出错，导致材料浪费或停工调整。所以，在处理加工卷材的时候，需要对偏移的卷材进行及时的纠偏操作，这个过程称之为纠偏。在卷材的复卷过程中，由于系统自身的误差会使卷材在复卷的过程中沿卷筒的轴向有左右的摆动，造成卷材的图1复卷机纠偏原理图侧面不整齐即偏移，偏移量过大会给下一道工序的生产造成偏差，使产品的质量难以保

5、证。故在信号与预置的位置偏移量进行比较运算，当偏移卷材的复卷过程中要对卷材的偏移进行实时的纠量超过预置允许量时输出控制信号，通过液压执正，使偏移量控制在质量允许的范围内。行装置调节滚筒位移，从而对复卷的纸张位置进1纠偏系统分析行纠偏控制。经过分析原有复卷机的纠偏系统可知，其修造成原有系统纠偏效果不理想的原因主要有：边复卷的纠偏原理如图1所示。(1)卷材的边缘是锯齿或波浪型的不整齐的该复卷机通过色标传感器(俗称光电眼)检形状，具有形状误差，色标传感器只能检测纸张测纸张的边缘左右的偏移，控制器将色标传感器运动过程

6、中左右的偏移量，无法消除纸张边缘固收稿日期：2014—08—06匿鎏丑l陈耀欢等：基于机器视觉的纠偏检测系统工业自有的形状误差，这就影响了原纠偏系统的纠偏精度和稳定性；(2)据查原有的色标传感器所能检测到的光点一般为0．5mm一1．5mm，检测精度达不到纠偏系统所需的精度要求；(3)色标传感器的输出信号为逻辑开关量，只有卷材的偏差到了一定位移量(一般为左右5mm)后，根据逻辑比较运算，发出纠偏信号控制液压执行机构推动纠偏装置往偏移方向相反的方图4系统控制结构图向移动，这样虽能纠正偏差但会造成纠偏的滞后。从图4

7、可以看出，修边复卷机纠偏系统在功2纠偏系统设计能、结构上可分为两大部分，即图像检测子系统鉴于以上分析，设计基于机器视觉的纠偏系和纠偏子系统。统，提高复卷机的纠偏精度，拟采用CCD工业数2．1图像检测系统字相机检测卷材上的基准标记线位移量来提高纠为了克服卷材边缘对纠偏系统控制精度的影偏精度的方案。卷材上的标记线是保证印刷精度响，本系统采用工业CCD相机对卷材上印有的位的基准，其精度高并可靠，理论上说可视为无形置标记线进行检测，并在检测之前首先设定偏移状误差的一条基准线，在生产过程中检测其偏移基准线，如图5为所采

8、集到的原始图像，图6为设量即是纸张的真实偏移，从信号的检测原理上提定的偏移基准线。本系统中图像处理的最终任务高检测精度。是提取出作为目标物体的标记线，计算出标记线同样可以卷材的边缘为基准线，只是在检测中心与设定的基准线的偏移量。的时候，边缘是锯齿或波浪型的不整齐的形状时，需要进行一系列的处理，才可形成一条可用的无形状误差的基准线，但仍然可以达到检测纠偏的目的，本文这里不再讨论这种情况。根据检测现场情