德国BERGERLAHR机器人在印刷质量检测中的应用测量轮

德国BERGERLAHR机器人在印刷质量检测中的应用

德国BERGERLAHR机器人在印刷质量检测中的应用 2011： 在几乎所有的现代化批量生产过程中，产品包装盒上所印文字，符号，产品上的标签等要是印刷的精美，要无缺陷和错误。但实际中会出现下面的问题，如部分字符漏印，部分字符不完整，不同字符间混乱，如5和6; 6和9印混了。字符位置不对，字符的字体不对或不一致等。要解决上面的问题就必须选一优秀的图象处理系统，对这些文字和符号进行100%的可靠的检验，才能保证100%的合格率，达到真正的“零缺陷”。被检验识别的文字和符号可以由下面的方式产生：印刷，喷码，热转印和激光雕刻等。这更增加了检验识别的难度。

被检验的东西可以是在传送带上单排排放，也可以是如图1所示的并列排放。机器人首先停止传送带，并把检测头移动到第一个产品上方，识别系统开始自动检测识别第一个产品。机器人再把检测头移动到第二个产品上方，接着识别系统开始自动检测第二个产品，如此依此识别完该排最后一个产品。再起动传送带把第二排产品移到检测系统正下方，并开始该行产品的自动检验识别。

在图2中被检验的文字是在透明的朔料上。机器人首先停止传送带，并匀速移动检测头，识别系统在几个特定的位置自动检测识别所印文字和符号。再朔料再起动一定长度，机器人反向运动，检测系统开始该行产品的自动检验识别。

这里的任务是图2产品的检验。机器人是德国百格拉公司单轴机器人，由于负载小及移动速度不高，所用型号为LM-P404 R-AT5。有效行程按任务要求选为1500毫米。驱动电机是百格拉公司的步进电机VRDM3910LWB。机器人控制系统选用百格拉公司的专用工控机TLCC。TLCC通过CAN总线控制TLC611步进电机驱动器。图像处理系统选用德国Vision Experts GmbH公司的检测系统 VE 4000 OCV/2。图2是该系统在实际使用中的照片。下面较详细介绍直角坐标机器人和检测系统。

2.1 直角坐标机器人介绍

德国百格拉公司是世界上最著名的机器人供应商之一，生产多种规格的直线运动单元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础，在短时间内可提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。这些机器人可以装备焊枪、通用手爪或专用工具，完成焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂等一系列工作。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件全部自己生产，使得机器人整体性能更加优异。十多年来，出厂的机器人和生产线全部在正常工作。深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食品、药品和化妆品生产等行业新老用户的厚爱。

百格拉公司的120多名专家及工程技术人员成功开发生产了各种规格的线性导轨，并在此基础上与用户密切合作开发通用及专用机器人，已为许多厂家提供了数千台各种专用机器人及生产线。其中一个应用领域是检测产品标签等的质量缺欠。

在直角坐标机器人中各个轴主要是做直线运动，而且运动方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐标机器人。直角坐标机器人可分为一维到多维很多种，每一维是一个运动轴，由一个直线运动单元组成。一台喷涂用三维直角坐标机器人由三个直线运动单元组成，而一台码垛机器人根据应用要求通常由几个一维，二维和三维直角坐标机器人组合而成。百格拉公司直角坐标机器人的主要技术数据是运动行程0到18米；负载1～180公斤；重复定位精度0.05mm；每个轴运动速度最高可达5米/秒。下图是一个典型三维直角坐标机器人。

2.2 机器视觉系统

机器视觉就是使机器有人眼和大脑的部分功能，自动做如形状测量，印刷质量缺欠识别和产品外观质量识别等工作。机器视觉系统通常用在全自动化、高效高可靠和非接触地，大批量生产过程中的检测识别工作。常见的视觉系统一般包括如下部分：光源，镜头，CCD摄相机，图像采集卡，图像处理软件，监视器，通讯/输入输出单元等。也有许多智能摄相机自身已带有镜头，CCD摄相机，高速CPU，存储器，常用图像处理软件，通讯口和/输入输出单元。CCD摄相机有彩色摄相机和黑白摄相机，本文仅介绍CCD黑白摄相机。

首先CCD摄相机将被摄取目标转换成灰度图像信号，该信号先被放大，再数字化为数字图像。数字图像以二维矩阵存储起来，如Vision Components GmbH公司智能摄像机VC2028的每一幅数字图像都是640＊480的二维矩阵。该矩阵的每一个元素叫像素，它的数值通常是0～255。像素的数值0～255对应目标的最暗和最亮处。图像处理软件就是根据图像中像素分布和亮度变化等信息抽取图像中目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等， 然后与所存的模板进行比较匹配，最后给出结果，如：尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。

2.2.1 系统硬件配置

本文CCD相机选用德国Vision Components GmbH公司智能摄像机VC2028。其配置如下：CCD芯片是Sony 1/2” 640＊480点，每秒25桢图像，存储器配置是16 MB S

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