1.2 Indicatoren van het project

2 Uitvoeringsprogramma

2.1 Algemeen programma

Dit project richt zich op het probleem van de automatische test van de prestaties van de monitor, het ontwikkelen van een systeem voor het testen van de automatische display op basis van machine vision, het algehele schema van het systeem is weergegeven in figuur 1. De ontwikkeling van de robotarm en de besturingsmodule, de machine vision module en de ontwikkeling van systeemintegratie omvatten de volgende aspecten:
(1) het ontwerp van het hardware-platform en het softwaresysteem in combinatie met het algehele programma-ontwerp van de rechthoekige coördinatenbewegingsrobot; Door middel van meerdere vrijheidsgraden bewegingsregeling technologie, het opzetten van een servo-besturingssysteem, het voltooien van de software debugging en het ontwerp van de man-machine-bedieningsinterface, het realiseren van het creatieve ontwerp en de debugging van de rechthoekige coördinatenbewegingsrobot.
(2) Het gebruik van beeldverzameling en verwerkingstechnologie, door middel van camera-kalibratie, beeldverbetering, geluidsverwijdering en randextractie, op basis van het OpenCV- en QT-toepassingsontwikkelingskader, het verkrijgen en overbrengen van informatie over de operationele status van het scherm, het ontwikkelen van een module voor het monitoren van de operationele status van het scherm op basis van machine vision.
(3) Het ontwerp van functionele modules en de geïntegreerde technologie om het communicatie- en functionele matching-ontwerp van het rechthoekige coördinatenbewegingssysteem en de beeldverwerkingsapparatuur te voltooien, om de geautomatiseerde test van de op machinevisie gebaseerde bedrijfsstaat van de monitor te realiseren.

Figuur 1 Testsysteem voor automatische weergave op basis van machinewijze

2.2 Concrete uitvoeringsprogramma's

Dit project voert onderzoek uit naar de belangrijkste technologieën voor het testen van de automatisering van het scherm op basis van maschinelijke visie, het scherm wordt geplaatst na de thermostat, bevestigd door speciale bevestigingen, wanneer de robothand in plaats van de menselijke hand de bediening van het scherm uitvoert, moet het scherm worden gecontroleerd met behulp van maschinelijke visie en gesloten loop feedback van informatie over de operationele toestand van het scherm, en het opzetten van een database van storinginformatie van het scherm. De specifieke implementatie van het programma zal worden uitgevoerd uit de ontwikkeling van de robotarm en de besturingsmodule, de machine vision module en de ontwikkeling van systeemintegratie in drie aspecten.

2.2.1 Ontwikkeling van machine vision inspectie modules

Machine VisieDe machine vervangt het menselijk oog voor het meten en beoordelen.Machine Vision systeemHet wordt door middel van de machine vision producten (dat wil zeggen beeldopname apparaat, zowel CMOS en CCD) wordt het opgenomen doel omgezet in beeldsignaal, verzonden naar een specialeBeeldverwerkingssysteemde morfologische informatie van het gefotografeerde doelwit te krijgen, op basis van de pixelverdeling en de helderheid, kleur en andere informatie, om te zetten in een digitaal signaal; Het beeldsysteem voert verschillende berekeningen uit op deze signalen om de kenmerken van het doelwit te onttrekken en vervolgens de beweging van het apparaat op het terrein te controleren op basis van de onderscheidingsresultaten.
(1) Afbeelding van het signaal van de monitor
De machine visuele inspectie van de werking van het scherm, met behulp van CCD-detectie, het meetprincipe van het kader is weergegeven in figuur 3. Gebruik een lens om het uiteindelijke beeld van het scherm op een CCD te beelden (zoals in figuur 2). CCD en zijn aandrijving circuit zal het verzamelde signaal op volgorde worden uitgevoerd, vervolgens door analoge conversie, de gegevens worden verwerkt door de computer, door beeldverwerking en herkenning, het afbeelden van het eindoppervlak en vervolgens feedback aan het computerbesturingssysteem om de basis te bieden voor de analyse van de operationele toestand van het scherm.




Figuur 3 Principiediagram van machine vision detectie


Figuur 4 Schema van het visuele meetsysteem


(2) beeldverwerking van de monitor
Afbeeldingen die zijn verkregen met CCD's moeten worden verwerkt en herkend om een ​​nauwkeurig en duidelijk beeld van de werking van het scherm te krijgen. Eerst door middel van de CCD en zijn aandrijfscircuit om het afbeeldingsmodel van elk punt om te zetten in elektrisch signaal, en vervolgens door middel van de verwerking van het programma om het beeld te verbeteren, grijsschaleverwerking, lawaaiwijdering, drempelsplitsing, afbeeldingsrandextractie enz. te verwerken, waardoor de nauwkeurigheid en nauwkeurigheid van de detectie wordt verbeterd, en uiteindelijk zal het verzamelde beeld worden geclassificeerd en een foutdetectiedatabase van het scherm worden opgezet. De camera-kalibratie en beelddualisatieverwerking zijn weergegeven in Figuur 5 en Figuur 6.



Figuur 5 Calibratie van de camera
Figuur 6 Afbeeldingsdualisatie

2.2.2 Ontwikkeling van een rechthoekige coördinatenbewegingsrobot

De automatische test van het scherm met behulp van de robothand in plaats van de menselijke hand vereist tegelijkertijd de bewegingscontrole van de robothand en de visuele servo-systeembeheersing van de rechthoekige coördinatenbeweging, de operator stuurt de bedieningsinstructies naar het besturingssysteem via de interactie tussen de mens en de machine, de bewegingscontrolekaart gebruikt de koppelmodus en omvat de digitale hoeveelheidsinformatie in de pulsuitgang, de robot die de rechthoekige coördinatenbeweging bestuurt, voltooit de beweging en voert de overeenkomstige operaties uit. De encoder- en sensordetectiesystemen voltooien de positie- en momentdetectie en voeren de signaloverdracht en gegevensuitwisseling van het besturingssysteem met het detectiesysteem uit, voltooien de ontwerpontwikkeling van de besturingssysteemmodules en het robotsysteem om de bewegingsnauwkeurigheid en de efficiëntie van de display-tests te garanderen.

Figuur 7 Mechanische bewegingsregeling voor rechthoekige coördinatenbewegingen
De ontworpen rechthoekige coördinatenbewegingsrobot wordt vergeleken met de traditionele multi-assige koppelingsrobot om een ​​bewegingscontroleschema uit te voeren, zoals weergegeven in figuur 7. De controlemodule voor de rechthoekige coördinatenbeweging wordt voornamelijk gebruikt voor het controleren van de robot in plaats van de menselijke hand om het scherm te testen, het detectiesysteem om de positie- en momentdetectie te voltooien en de uitwisseling van gegevens tussen verschillende systemen.
1) Controle van het bewegingssysteem
De controle van de robothand voor drie vrijheidsgraden van beweging en de test van het scherm in plaats van de menselijke hand. Op basis van de positie- en momentinformatie die door het detectiesysteem wordt gedetecteerd, controleert het besturingssysteem de robot om bewegingen uit te voeren in de richting van drie vrijheidsgraden in de ruimte en in plaats van de menselijke hand om het display aan te raken, te klikken en andere bewegingen te voltooien.

Figuur 8 Schema van de aandrijfsysteemintegratie
(2) Controle van het inspectiesysteem
Het detectiesysteem wordt gebruikt om de bewegingspositie en het momentum van de robot te controleren. De controle van het detectiesysteem omvat de detectie van de bewegingspositie van een robot met een rechthoekige coördinaten van drie vrijheidsgraden, de detectie van de momentgrootte van het contactscherm aan het einde van de actuator en bewegingsparameters zoals snelheid, afstand en meer.
3) Uitwisseling van gegevens
Het detectiesysteem bestaat uit componenten zoals sensoren en encoders aan het einde van het uitvoeringsorgaan, die het door de sensor gemeten analoge signaal overbrengen naar de controlemodule, die het feedback-signaal via een bepaalde conversieverhouding zal uitvoeren voor de bewegingscontrole van de robot.
4) Mens-machine interactie
De bewegingsregeling van de robot wordt uitgevoerd via de interactie tussen de mens en de machine, de software van het geautomatiseerde bewegingssysteem wordt geschreven en de operator kiest het juiste menu om de gewenste gegevens te verkrijgen of de gewenste functies te realiseren om de interactie tussen de mens en de machine te realiseren. Het softwaresysteem biedt functies zoals bewegingscontrole met meerdere vrijheidsgraden van de robot, schakeling van positie- en momentmodus, gesloten loopfeedback van positie- en momentsignalen en opslag van storinginformatie op het scherm. De ontwikkeling van softwaregegevens is gebaseerd op het besturingssysteem Windows 7, de ontwikkelingstalomgeving kiest C ++, de database kiest Oracle Database. De motorgestuurde interactie tussen de mens en de machine is weergegeven in figuur 8.

Figuur 8 Interactie tussen mens en machine

2.2.3 Integratie van geautomatiseerde testsystemen

De rol van het op machinewijze gebaseerde automatische testsysteem van het scherm vereist coördinatie en samenwerking tussen de verschillende functionele eenheden om de geautomatiseerde testtaken van het schermtest samen te voltooien. Onderzoek maakt het mogelijk om de geïntegreerde drager van de functies van de verschillende eenheden van het geautomatiseerde testsysteem, het ontwerpen van een effectief functionerend bewegingsuitvoerend lichaam, de detectie van de operationele toestand van het scherm te realiseren, de geïntegreerde integratie van de controle van de robothand in plaats van het handbediende scherm, om de coördinatie en efficiënte werking van het geautomatiseerde testproces te garanderen. Het volledige geautomatiseerde testsysteem bestaat uit drie modules: de module voor machinewijze, de module voor automatisering van de robotarm en de integratie van de detectiemodule, met een volledig integratieschema en een communicatieschema tussen modules zoals weergegeven in figuur 9 en figuur 10.

Figuur 9 Integratiesysteem voor automatische testsystemen op basis van schermvisie
Het gehele geautomatiseerde testsysteem communiceert via een veldbus. Met behulp van de besturingssoftware op basis van het PC-platform en het Windows-besturingssysteem wordt een realtime systeem met NC-functies gebouwd in de industriële besturingsmachine. Logische computatie (TwinCAT PLC), bewegingscontrole (TwinCAT NC), floating point computatie en het opslaan en verwerken van grote hoeveelheden gegevens worden gerealiseerd via de PLC en de standaard geconfigureerde hardware van de PC. Het PLC-programma stuurt eerst het signaal naar de NC-as, NC geeft de uitgang naar de aandrijving door banenplanning, PID-berekening en IO-interface-verwerking om de controle over de motor te realiseren, terwijl de toestand van de motor tijdig wordt teruggevoerd aan het PLC-programma via NC. In het hele CNC-systeem werken de verschillende softwaremodules (zoals PLC-programma's, NC, Windows-toepassingen enz.) in een soortgelijk werkpatroon als hardwareapparaten en kunnen ze onafhankelijk werken. De uitwisseling van informatie tussen de verschillende softwaremodules vindt plaats via de ADS-bewegingscontroller, een geïntegreerd architectuur voor de communicatie van de module in het gehele besturingssysteem, zoals weergegeven in figuur 10.

Figuur 10 Modulaire communicatiesysteem voor geautomatiseerde testsystemen