二 文献综述

三 系统总体方案

原始条件及数据：

分布范围：200×150mm

测量分辨率：1um                           

检测速度：5min/件

3.1电路接插件质量自动检测系统结构设计

电路接插件质量自动检测系统硬件结构（图4）,由工业相机、光源、工控机、工作台、执行机构、剔除装置和视觉检测软件等组成。

图4 电路接插件质量自动检测系统原理图

工作流程：机械手将待检测接插件放入工作台上，固定相机垂直放在接插件正上方，这是为了检测接插件是否有变形，可移动相机安放在弧形轨道上，可调至某一合适角度，用于检测接插件是否有缺漏。计算机接收来自图像采集卡的图像信息，然后对图像进行分析处理，完成检测任务。论文网

电路接插件质量检测系统的总体组成如图5所示。机器视觉检测可分为光学图像采集、判断识别和自动控制部分。光学采集是通过视觉传感器采集数字图像，为后续分析处理提供素材；判断识别由图像处理算法分析判断电路接插件是否存在缺陷，之后向执行机构发出命令；自动控制是指执行机构根据检测的结果完成具体的操作过程。

图5电路接插件质量检测系统

四 硬件系统设计

4.1 检测系统的传感器选型

对于接插件视觉检测系统检测插针情况，只需要其亮度信息，没有颜色检测的需求，因此选择黑白相机。无论是灵敏度还是信噪比方面，CCD传感器普遍优于CMOS传感器，接插件检测精度较高，因此选择CCD传感器相机。

4.2 执行机构

执行机构即完成对目标抓取放置的设备因此采用机械手作为执行机构来完成接插件的自动插装。

接插件检测定位系统采用移动相机和固定相机接插件的图像，经过软件处理分析后得到其位置信息，并对接插件好坏进行判别，利用机械手作为执行工具完成接插件的拿取和插装动作。

4.3 驱动的选择

伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

伺服电机跟步进电机相比的优势：

1、精度：实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；

2、转速：高速性能好，一般额定转速能达到2000～3000转/分；

3、适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用；

4、稳定：低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合；

因此，我选择伺服电机。

五 软件系统设计

5.1照明方案设计

机器视觉检测中，利用光源提供照明的首要目的是将目标凸显出来，同时把背景和干扰信息尽可能的过滤掉，得到有利于处理的图像。