[发明专利]基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统及其控制方法，系统包括：PC、图像检测装置、分拣装置、编码器组件、运动控制与IO扩展卡、运算加速卡和连续式皮带流水线。本发明采用多核多线程控制技术，实现图像数据采集、数据处理判断、分拣逻辑控制、人机界面等管控一体化实时控制。系统具有高速、实时、成本低、结构简单、扩展方便、编程灵活、软件移植性好、算法实现容易等优点。

技术领域

本发明属于高速检测分拣生产线控制技术领域，具体涉及一种基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统及其控制方法。

背景技术

高速视觉检测分拣生产线在现代工业领域应用广泛，个人计算机(PC)在自动化系统中也得到广泛应用。通常，PC作为上位机，进行通信、存储、HMI、监控、管理等非实时工作；PLC、单片机、DSP等嵌入式计算机作为下位机，负责实时控制。若PC既进行管理、HMI、监控、通信，又进行控制，则称为基于PC的控制系统，目前也得到越来越多的应用。基于PC的控制系统通常安装通用操作系统和实时操作系统，分别进行非实时和实时任务开发。PC具有速度不断加快、多核化趋势、存储容量大、软件资源丰富、可视化编程容易、总线标准化程度高、联网方便、扩展方便、使用人群广等优点，加之智能传感器、智能执行器和现场总线的发展，使得没有实时操作系统情况下实现自动控制成为了可能。

图像检测分拣高速生产线系统集数据采集、图像处理、人机界面、存储、逻辑控制、位置校正于一体，传统的上位机PC加下位机PLC的控制方式会导致结构复杂、成本高、扩展不方便、定位不准确、通信瓶颈带来实时性差可靠性低等问题。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统及其控制方法，本发明实现了控制系统的管控一体化，具有高速、实时、定位准确、结构简单、编程灵活方便、扩展容易、可实现大计算量等优点，可满足类似工业领域的应用需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统，包含：PC、图像检测装置、分拣装置、编码器组件、运动控制与IO扩展卡、运算加速卡和连续式皮带流水线；

所述PC通过高速并行总线分别与运动控制与IO扩展卡和运算加速卡相连；所述PC通过高速串行总线与所述图像检测装置相连；所述运动控制与IO扩展卡分别与编码器组件、分拣装置及连续式皮带流水线相连；所述编码器组件的轴滚轮与连续式皮带流水线的皮带接触并随皮带的前进而滚动。

优选地，系统运行时，所述轴滚轮与皮带之间同步运行。

一种基于PC的高速图像检测分拣生产线控制系统的控制方法，基于上述系统，包括步骤如下：

1)实时获取连续式皮带流水线上的图像检测数据；

2)将上述图像检测数据进行处理；

3)根据图像处理结果及编码器实时位置信号产生分拣逻辑信号；

上述步骤1)中采用多核多线程控制方法、实时获取编码器长值EncL方法、每帧/幅图像纵坐标基准校正方法及消息响应图像处理方法；

上述步骤2)中采用先进先出物料特性数据栈FIFOS缓冲方法及消息响应图像处理方法；

上述步骤3)中采用多核多线程控制方法、实时获取编码器长值EncL方法及先进先出物料特性数据栈FIFOS缓冲方法；

所述皮带流水线向单一方向运转，使得所要检测分拣的物料先经过图像检测装置位置后再经过分拣装置位置。

优选地，所述方法还包括：PC计算任务过重而实时性达不到要求时，运算加速卡进行计算加速，保证控制实时性要求。