1.2 Penunjuk projek

2 Program pelaksanaan projek

2.1 Program keseluruhan

Projek ini bertujuan untuk masalah ujian automatik prestasi paparan, membangunkan sistem ujian automatik paparan berasaskan penglihatan mesin, skema keseluruhan sistem seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Bermula dari tiga aspek pembangunan lengan robot dan modul kawalan, modul penglihatan mesin dan pembangunan integrasi sistem, kandungan utama penyelidikan termasuk beberapa aspek berikut:
(1) menggabungkan reka bentuk platform perkakasan dan sistem perisian untuk melengkapkan reka bentuk skema keseluruhan robot pergerakan sudut lurus; Melalui teknologi kawalan pergerakan pelbagai darjah kebebasan, membina sistem kawalan servo, menyelesaikan reka bentuk debug perisian dan antara muka operasi manusia-mesin, mencapai reka bentuk penciptaan dan debug robot pergerakan sudut tegak.
(2) Menggunakan teknologi pengambilan dan pemprosesan imej, melalui pemprosesan seperti kalibrasi kamera, peningkatan imej, penghapusan bunyi, dan pengekstrakan tepi, mendapat dan menghantar maklumat keadaan operasi paparan berdasarkan kerangka pembangunan aplikasi OpenCV dan QT, membangunkan modul pemantauan keadaan operasi paparan berdasarkan penglihatan mesin.
(3) Menggunakan reka bentuk modul fungsi dan teknologi bersepadu untuk melengkapkan komunikasi dan reka bentuk sepadan fungsi sistem kawalan pergerakan robot sudut lurus dan peralatan pemprosesan imej, mencapai ujian automatik keadaan operasi paparan berdasarkan penglihatan mesin.

Rajah 1 Sistem ujian automatik paparan berasaskan penglihatan mesin

2.2 Program pelaksanaan khusus

Projek ini menjalankan penyelidikan teknologi utama ujian automasi paparan berdasarkan penglihatan mesin, paparan diletakkan selepas peti termostat, ditetapkan melalui peralatan khas, apabila tangan robot menggantikan tangan manusia untuk operasi paparan, penglihatan mesin diperlukan untuk pemantauan keadaan operasi paparan dan maklumat maklumat loop tertutup, dan mewujudkan pangkalan data maklumat kegagalan paparan. Pelaksanaan khusus akan dibangunkan dari tiga aspek pembangunan lengan robot dan modul kawalan, modul penglihatan mesin dan pembangunan integrasi sistem.

2.2.1 Pembangunan modul pengesanan penglihatan mesin

Penglihatan MesinIa menggantikan mata manusia untuk mengukur dan menilai.Sistem penglihatan mesinadalah melalui produk penglihatan mesin (iaitu peranti pengambilan imej, kedua-dua jenis CMOS dan CCD) untuk menukar sasaran pengambilan menjadi isyarat imej, dihantar kepada khususSistem Pemprosesan Imejmendapatkan maklumat morfologi sasaran yang diambil, menukar kepada isyarat digital mengikut pengedaran piksel dan kecerahan, warna dan maklumat lain; Sistem imej melakukan pelbagai pengiraan pada isyarat ini untuk mengeluarkan ciri-ciri sasaran dan kemudian mengawal pergerakan peranti di tempat berdasarkan hasil penghakiman.
(1) Pengambilan isyarat imej keadaan operasi paparan
Keadaan operasi paparan untuk pengesanan visual mesin, menggunakan pengesanan CCD, prinsip pengukuran peta kotak seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Menggunakan lensa untuk imej hujung imej paparan ke CCD (seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2). CCD dan litar pemacu mereka akan mengumpul isyarat output berturut-turut, kemudian melalui penukaran analog, mendapatkan data yang diproses oleh komputer, melalui pemprosesan imej dan pengenalan, imej permukaan hujung imej dan kemudian maklum balas kepada sistem kawalan komputer, menyediakan asas untuk analisis keadaan operasi paparan.




Rajah 3 Rajah prinsip pengesanan visual mesin


Rajah 4 Skema Sistem Pengukuran Sensor Visual


(2) Pemprosesan imej keadaan operasi paparan
Imej yang diperoleh dengan CCD memerlukan pemprosesan dan pengenalan imej untuk mendapatkan imej keadaan operasi paparan yang tepat dan jelas. Pertama, melalui CCD dan litar pemanduannya untuk menukar model imej setiap titik kepada isyarat elektrik, kemudian melalui pemprosesan program untuk meningkatkan imej, pemprosesan skala kelabu, penghapusan bunyi, pembahagian ambang, pengekstrakan tepi imej dan pemprosesan lain, sehingga meningkatkan ketepatan dan ketepatan pengesanan, dan akhirnya imej yang diambil akan diklasifikasikan dan mewujudkan pangkalan data pengesanan kegagalan paparan. Pemprosesan kalibrasi kamera dan dualisasi imej seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5 dan Rajah 6.



Gambar 5 Pengaturan Kamera
Rajah 6 Pemprosesan Dualisasi Imej

2.2.2 Pembangunan modul kawalan robot pergerakan sudut lurus

Menggunakan tangan robot sebagai ganti tangan manusia untuk ujian automatik paparan, memerlukan kawalan pergerakan robot dan kawalan sistem servo visual untuk pergerakan koordinat sudut lurus, pengendali menghantar arahan operasi ke sistem kawalan melalui antara muka interaksi manusia-komputer, kad kawalan pergerakan menggunakan mod torsi, dan menukar maklumat jumlah digital menjadi output denyutan, mengawal pergerakan koordinat sudut lurus robot untuk menyelesaikan pergerakan dan melakukan operasi yang sesuai. Sistem pengesanan pengekod dan sensor menyelesaikan pengesanan kedudukan dan torsi, dan menjalankan penghantaran isyarat dan pertukaran data sistem kawalan dengan sistem pengesanan, menyelesaikan modul sistem kawalan dan pembangunan reka bentuk sistem robot untuk memastikan ketepatan pergerakan dan kecekapan ujian paparan.

Rajah 7 Skema kawalan pergerakan robot untuk pergerakan koordinat sudut lurus
Analisis perbandingan antara robot yang direka untuk pergerakan sudut tegak dengan robot berkaitan pelbagai paksi tradisional untuk skema kawalan pergerakan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7. Modul kawalan robot untuk pergerakan koordinat sudut lurus terutamanya digunakan untuk mengawal robot untuk menguji paparan, sistem pengesanan untuk menyelesaikan pengesanan kedudukan dan momentum dan pertukaran data antara sistem yang berbeza.
(1) Kawalan sistem pergerakan
Mengawal tangan robot untuk melakukan gerakan tiga darjah kebebasan dan menguji paparan bukannya tangan manusia. Mengikut maklumat kedudukan dan momentum yang dikesan oleh sistem pengesanan, sistem kawalan mengawal robot melakukan pergerakan ke arah tiga darjah kebebasan ruang dan menggantikan tangan manusia untuk menyelesaikan sentuhan paparan, klik dan lain-lain.

Rajah 8 Skema Integrasi Sistem Pemandu
(2) Kawalan sistem pengesanan
Sistem pengesanan digunakan untuk mengesan kedudukan pergerakan tangan robot dan momen. Kawalan sistem pengesanan termasuk pengesanan kedudukan pergerakan robot koordinat sudut tegak tiga darjah kebebasan, pengesanan saiz momentum pada paparan sentuhan hujung pelaku, dan parameter pergerakan seperti kelajuan pergerakan, jarak dan lain-lain.
3) Pertukaran data
Sistem pengesanan terdiri daripada sensor dan pengekod di hujung badan pelaksanaan, menghantar isyarat jumlah analog yang diukur oleh sensor ke modul kawalan, modul kawalan akan memberi isyarat maklum balas melalui hubungan penukaran tertentu untuk kawalan pergerakan robot.
4) interaksi manusia
Kawalan pergerakan robot melalui antara muka interaksi manusia-komputer, menulis perisian sistem pergerakan automatik, dan pengendali memilih menu yang sesuai untuk mendapatkan data yang dikehendaki atau mewujudkan fungsi yang dikehendaki untuk mewujudkan interaksi manusia-komputer. Sistem perisian ini boleh mencapai kawalan pergerakan robot yang memaparkan pelbagai darjah kebebasan, bertukar mod lokasi dan torsi, maklum balas gelung tertutup isyarat lokasi dan torsi, dan penyimpanan maklumat kegagalan paparan. Pembangunan data perisian adalah berdasarkan sistem operasi Windows 7, persekitaran bahasa pembangunan memilih C ++, pangkalan data memilih pangkalan data Oracle. Antara muka interaksi manusia-komputer yang dikawal oleh motor adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8.

Rajah 8 Antara muka interaksi manusia-komputer kawalan motor

2.2.3 Pembangunan integrasi sistem ujian automatik

Peranan sistem ujian automatik paparan berasaskan penglihatan mesin memerlukan penyelarasan dan kerjasama pelbagai unit fungsi untuk menyelesaikan tugas ujian automatik ujian paparan bersama-sama. Penyelidikan membolehkan pembawa bersepadu pelbagai fungsi unit sistem ujian automatik, reka bentuk badan pelaksanaan gerakan yang berkesan, mencapai pengesanan keadaan operasi paparan, integrasi kawalan tangan robot dan penggantian paparan operasi tangan manusia, memastikan operasi yang cekap dan menyelaraskan proses ujian automatik. Seluruh sistem ujian automatik terdiri daripada tiga modul utama: modul penglihatan mesin, modul kawalan automatik lengan robot, dan integrasi modul pengesanan, skema integrasi keseluruhan dan skema komunikasi antara modul seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9 dan Rajah 10.

Rajah 9 Sistem integrasi ujian automatik paparan berasaskan penglihatan mesin
Seluruh sistem ujian automatik berkomunikasi menggunakan bas lapangan. Menggunakan perisian kawalan berasaskan platform PC dan sistem operasi Windows, membina sistem masa nyata dengan fungsi NC dalam mesin kawalan industri, melalui operasi logik PLC, dan menggunakan perkakasan PC yang dikonfigurasi standard untuk mencapai fungsi pengiraan logik (TwinCAT PLC), fungsi kawalan pergerakan (TwinCAT NC), operasi titik terapung, dan fungsi menyimpan dan memproses sejumlah besar data. Program PLC terlebih dahulu menghantar isyarat kepada paksi NC, NC melalui perancangan trek, pengiraan PID dan output pemprosesan antara muka IO kepada pemacu untuk mencapai kawalan motor, sementara keadaan motor diberi maklum balas pada masanya melalui NC kepada program PLC. Sepanjang sistem CNC, modul perisian masing-masing (seperti program PLC, NC, aplikasi Windows, dll.) bekerja dengan mod yang serupa dengan peranti perkakasan dan dapat bekerja secara bebas. Pertukaran maklumat antara setiap modul perisian dilakukan melalui ADS pengawal pergerakan, dengan struktur bersepadu komunikasi modul sistem kawalan keseluruhan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10.

Rajah 10 Skema Komunikasi Modul Sistem Ujian Automatik