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

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.

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.

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.