конспект за второй семестр 4-го курса, преподаватель Ляхова (06А_Визир)

Посмотреть архив целиком

10



Системы распознавания (идентификации).


Система распознавания используется

- для идентификации объектов: деталей, оборудования, помещений, транспорта, тары,...,

- для ориентации роботов, при выборе удобного положения манипулятора для захвата детали, при выборе рациональной стратегии реза при подгонке резисторов,

- при сборке: подбора комплектующих, идентификации и ориентации деталей, сортировки деталей, совмещения контактов при поверхностном монтаже БИС на плату,

- при контроле: для измерения параметров деталей точной механики, для проведения визуального контроля качества и отбраковки, для отметки о прохождении контрольных операций или наличия брака,

- при хранении обеспечивается полная автоматизация управления складом: загрузка, поиск, диспетчеризация,

- для охраны и техники безопасности,

- для передачи дополнительной информации: даты, особенностей технологического процесса (например, отправить на склад или для дальнейшей обработки), место изготовления, классификационные признаки, особенностей применения, о владельцах, состоянии счета.

Распознавание производится по

- маркировке (цифробуквенной, иконографической, например, штрих-кодовой),

- форме,

- состоянию (есть \ нет),

- излучению (оптическому - цветовому, радиотехническому - с модуляцией),

- физическим параметрам,

Информация аналоговая или дискретная.


Информация об объекте перераспределяется между идентификатором и базой данных компьютера. Минимизация объема информации на этикетке увеличивает быстродействие считывания. Информация на этикетке может использоваться автономно: предупреждение о браке, препятствии, опасных условиях. Этикетки могут также использоваться для маскировки идентификационных признаков или для предотвращения случайного стирания заклеивается окошечко в ППЗУ.

Идентификаторы (этикетки, метки, ярлыки, маркеры и т.п.)

- наклеиваются,

- формируются на плате при фотолитографии,

- формируются на корпусе при литье металлов или пластмассы,

- наносятся через трафарет, выдавливаются,

- печатаются на принтере,

- наносятся на магнитную полосу,

- в виде детали с отверстиями, пустыми или заполненными магнитным, диэлектрическим, оптическим материалами,

- в виде контура на гибком основании,

- в виде электронного модуля.


Критерии выбора

Особенности функционирования

Быстродействие

Подвижные части оборудования, транспортные средства, экстремальные зависимости (вблизи взрыва, фазового перехода)

Объем считываемой информации

Отсутствие дополнительных источников информации

Необходимость перезаписывания, перекодирования

Много раз используемый идентификатор.

Условия работы

Высокие температура или давление, туман, загрязнение, низкая освещенность, электромагнитные помехи

Стоимость


Скорость чтения


Удаленность метки



Метод визирных линий.


Имеется 2 метода формирования изображений: теневой и отраженный. При теневом методе объект помещается между излучателем и приемником. При отраженном методе датчик воспринимает поток излучения, отраженного от объекта. Излучатели могут быть ультразвуковыми (УЗ), радиочастотными, оптическими видимого и инфракрасного (ИК) диапазона.



Рис. Схемы оптической визирной линии: теневой и отраженный методы.


Рис Фрагмент ЛС АП РЭС: тракт управления с системой распознавания типа «визирная линия».


Простейшим оптическим считывающим устройством является оптронная пара: светодиод - фотодиод. Она предназначена для точечной (дискретной) идентификации - обнаружении объектов: прибытие к причалу роботрейлера, наличие детали в оборудовании, счетчика объектов, правильности ориентации (базирования) платы на сборочном столе, совмещение ножек микросхемы с отверстиями в плате (при несовмещении хотя бы 1-ой ножки излучение подсветки будет проникать через отверстие), фиксирование нарушения границ охраняемой зоны, качества поверхности детали.



Рис. Прецизионное позиционирование с помощью лазерного излучения.


Рис. Оптронная пара как счетчик объектов.


Рис. Схема оценки качества поверхности детали: на шероховатой поверхности больше рассеивает световую энергию.


Несколько оптронных пар составляют систему считывания фотоэлектронной маркировки - ярлыка, используемого для идентификации транспортных средств (ТС). Ярлык представляет собой полоску с отверстиями, расположенными на одной линии, обычно вертикальной. Шаг отверстий соответствует шагу оптронных пар. Часть отверстий перекрывается, составляя оригинальный код ТС. Ярлык выступает за контур ТС и располагается на определенном расстоянии от пола с тем, чтобы отверстия совпадали с оптронными парами. Т.о. реализуется мобильная дискретная идентификация объекта с целью оперативного управления производством.


Для более детальной 2-х мерной идентификации используется линейка фотодатчиков (фоторезисторов, фотодиодов, фототранзисторов), расположенная перпендикулярно ленте конвейера. Световой поток, отражаясь от ленты и объекта, попадает на датчик. Выходной сигнал датчика обрабатывается формирователем сигналов (триггером Шмитта) и с помощью интерфейса вводится в память микро-ЭВМ. Считывание информации линейки фотодатчиков через определенные временные интервалы позволяет сформировать 2-мерное аналоговое изображение объекта. Изменением высоты расположения линейки над конвейером, ее наклона, положения осветителя можно добиться четкого выделения объекта на фоне ленты конвейера.


Излучатели могут быть

- дискретными (например, линейка или произвольно расположенных светодиодов),

- сканирующими.

С помощью линейки визирных линий можно сформировать лазерный «экран», который используется

- в качестве ограждения оборудования и входа в помещение,

- для локализации объекта.

Рис. Лазерный экран.


Большая часть визирных линий прямолинейна, и только оптическое волокно дает возможность сформировать нелинейную траекторию и дистанцирование. С помощью жгута реализуется пара и линейка оптронных пар.


Рис. Структура одного оптического волокна и реализации теневого и отраженного методов.




Рис. Жгуты оптических волокон.



Рис. Линейная 2-хсторонняя система контроля.


Для распознавания крупных деталей несколько пар “осветитель - фотоприемник” ориентируются определенным образом в пространстве (не линейка). Наличие препятствия на визирной линии соответствует “0”, отсутствие - “1” (фотоприемник срабатывает).

Этот метод реализует 3х-мерную дискретную идентификацию объектов.

При прохождении объекта через систему распознавания перекрывается определенное сочетание фотоприемников, составляющих идентификационные признаки объектов.



Код линии визирования

датчика \№ объекта

1

2

3

4

5

4611

1

0

0

1

0

1

5128

2

1

0

0

0

0

5505

3

0

0

0

1

0

6709

4

1

1

1

1

1

7324

5

1

1

0

0

0

3420

6

0

1

0

0

0


Матрица осветителей



Объект Движение конвейера



Матрица фотоприемников


Управляющий сигнал с

Блок формирования сигналов

датчика (начало работы)


Классификатор


Рис. Схема метода кодированных визирных линий в системе “осветитель-фотоприемник”.


Расположение пар “осветитель-фотоприемник” должно быть таким, чтобы различались идентификационные признаки объектов полного комплекта сборки. Для получения исходной информации производится моделирование на стенде, состоящем из 2-х ширм и макета объекта между ними. На одной ширме реализуется матрица осветителей 10 х 10, на другой - матрица фотоприемников 10 х 10. Линия визирования - это ось пары “осветитель-фотоприемник” 2-х матриц. Каждая линии визирования кодируется номерами строк и столбцов сначала матрицы осветителей, затем матрицы фотоприемников. Метод линий визирования прост и дешев. Легко перенастраивается, если осветители и фотоприемники крепить на горизонтальных направляющих, а сами направляющие - фиксировать на вертикальных стойках.


Рис. Установка объемной идентификации.


Принцип визирной линии используется для оптического декодера.



Рис. Структура оптического декодера и многоразрядный диск.


Вид отклика формирует ЛС:

- бинарный выходной сигнал (есть/нет или 0/1) быстро отрабатывается с помощью ПЛК,

- аналоговый сигнал (амплитуда, частота, фаза) требует для обработки микроЭВМ.



Цветовой код.


Цветовые метки в виде самоклеящихся дисков помещаются на край платы после окончания операции как свидетельство ее выполнения. Наличие полного набора цветных дисков позволяет очень быстро удостовериться в завершении цикла изготовления. Цветные ярлыки могут использоваться для идентификации электронных компонентов, требующих осторожного обращения. Ярко желтая этикетка предупреждает об опасности электростатического разряда.

Этикетки предназначены для предупреждения возможности повреждения электронных устройств статическим зарядом.

Предназначены для оперативной маркировки при отбраковке, контроле, маркировка мест на печатной плате для контроля параметров и т.п.




Фотоэлектрический метод может быть использован для считывания маркировки объекта в виде цветового кода, который включает последовательность полос разного цвета. Идентификационный признак кодируется цветом и местом расположения полосы относительно базы.

Рис. Пример цветовой метки.


Каждый цвет выделяется оптическим фильтром. Для распознавания цвеа изображения используются 3 фотодиода с фильтрами основных цветов или 3-элементный датчик (MAZeT). Перед диодами установлено 3 диэлектрических спектральных фильтра, каждый из которых пропускает только один цвет: красный или зеленый или синий.

Этот же метод применяется для сортировки изделий по цвету. Датчик цветовой метки или грань двух цветов может активизировать исполнительные устройства: например, остановки ленты для последующей разрезки.



Рис. 3-элементный датчик (MAZeT): конструктивы, частотная характеристика и структурная схема обработки сигнала.


Определять сигнал можно с помощью градиента серого цвета отраженного луча светодиодов различных цветов..



Рис. Отраженные сигналы белого, зеленого, синего и красного светодиодов. (Свой цвет проходит беспрепятственно, поэтому не видим.)



Случайные файлы

Файл
32327.rtf
103770.rtf
2897-1.rtf
work.doc
130557.rtf