BST大家庭CCD Pro照相机的应用.docx
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BST大家庭CCDPro照相机的应用
BSTCCD-照相机
CCDPro30000/5000
应用
目录表
1介绍
1.1概述1-2
1.2使用1-2
1.3安全指示2-2
1.4噪音发射2-2
2显示元件和操作元件
2.1照相机控制盘1-2
2.2接线2-2
3菜单
3.1数值输入1-4
3.2结束行菜单1-4
3.3安装菜单3-4
4装配/安装
4.1安装地点要求1-3
4.2照相机安装1-3
4.3光源的安装1-3
4.4背景的确定2-3
4.5支撑辊的安装2-3
4.5.1安装3-3
5调试1
5.1CAN-地址的设置1-15
5.2机械调整2-15
5.3照相机的组态9-15
5.4为采取异步方式对进程数据对象
(PDO)进行传输而给照相机编程15-15
6操作
6.1概述1-3
6.1.1操作过程中的设置2-3
7维护1-1
8技术数据1-2
9运输1-1
10报废处理1-1
介绍
1.1概述
本介绍适用于所有型号为CCDPro…的CCD-照相机。
本介绍对通过使用一架或两架照相机来对物料传送轨道的运转进行调节以及为了对一条运转的物料传送轨道的宽度进行测量而使用照相机都进行了具体描述。
照相机配有一个红、绿、蓝三原色(RGB)估价芯片并以此来处理这三种原色。
这是安全识别的保证,同时也可以使系统安全可靠地运转。
照相机参数可以存储在外围控制设备、微机等外围设备中并且可以供将来在重复订货时使用。
使照相机参数与改变了的物料参数相匹配的调试工作可以在当前运行状态下进行(如果这是必需的)。
这样在这种情况下就有可能取消必需的停车时间。
1.2使用
CCD-照相机CCDPro…是为进行不需要通过触摸即可测量出物料的实际位置而投入使用的。
CCD-照相机能够将一条运转的物料传送轨道上的对比度过渡如边、线、槽等的位置测定出来。
此外照相机还能够在两个方向上进行扫描。
测量结果可用于调节物料传送轨道或是对物料宽度进行测量。
对比度过渡的探测工作与任务要求息息相关,探测工作可通过下列方法来进行:
在采取透射光测量法时从照相机的角度看光源是位于需探测物料传送轨道的后方。
如果物料是不透明的,在这种情况下就只能对物料的边缘进行探测。
在考虑到具体的任务要求的情况下可使用一架或是两架照相机来对物料边缘进行探测。
重要的一点是:
在使用一架照相机来进行宽度测量或是调节物料传送轨道的中心时必须总是把两条边缘放置在照相机的可见范围之内。
在使用两架照相机的情况必须把两条边缘分别放置在两架照相机的可见范围之内。
即使是在物料传送轨道的位置出现偏差的情况下也应该做到这一点。
在采取反射光测量法时光源和照相机位于需探测物料传送轨道的同一个方向上。
照相机可以对光源中经物料传送轨道所反射的光进行探测。
通过反射光测量法还可以附加地对线、槽等进行探测。
照相机与外界之间的数据传输通过一个CAN-接口来进行。
一个带有八个按键的键盘和一个图形显示器可以用来执行基本操作功能和显示物料传送轨道的位置。
1.3安全指示
在往数控机床中安装BST设备时应依照德国工业标准欧洲标准294、德国工业标准欧洲标准394和行业安全技术规范中的有关规定注意一些事关安全的重要指示,诸如:
•BST设备与客户设施之间留有安全距离,例如机器壁与墙面和建筑物等等
•调节器和控制元件以及边缘传感器之间的连接导线安装要求无绊跌,松型连接和瞄定良好
装配,安装和调试必须要由有资质人员完成!
除非线路的电流关闭否则请不要打开设备。
如果有必要操作开启的设备,只有保护级别IP20才可以。
线路的电流会增加危险!
1.4噪音发射
设备的A加权指数的连续噪音级别低于70dB(A)。
2显示元件和操作元件
2.1照相机控制盘
图形显示器
这个图形显示器是用来显示亮度曲线、安装菜单、参数和现场总线的状态信息的。
在图形显示器的下方给出了照相机的扫描-从优磁化方向。
这种从优磁化方向显示了所拍照片的方向。
关注:
然而照相机也能够在相反的方向上进行扫描。
有效的是:
在上述给出的扫描方向上第一个像素是0,这一扫描方向上最后一个像素是4999(CCDPro5000)以及像素29999(CCDPro30000)。
键盘
为了运行可通过键盘对照相机进行相应地调节。
按键
功能
进入安装模式
存储输入的参数值
退出安装模式
功能的实现与所选择的菜单以及预先确定的作用有关,在相应的间隔内也可以对具体的功能作出详细的说明。
2.2接线
引角编号
插针用途
1
护罩
2
nc
3
Ground
4
CANhigh接线端
5
CANlow接线端
菜单
有两个菜单可供用户调节和操作照相机使用。
3.1.数值输入
在菜单中可以在不同的位置处输入数值(如调整触发阀值)。
具体做法:
1.选择您想要重新设置的数值,如触发阀值A。
这一数值会被反转显示。
2.按下“ENTER”键。
在显示器上出现一个输入区。
在调入输入区时小数点位置和输入长度就是预先规定好的并且用户也无法自行改变它们。
3.这时用户就可以通过按键
或
来增加或是减少这一数值。
每按一次按键↑或↓就可以将这一数值增加或减少1。
如果需要将这一数值做较大幅度的修改,就需要按住相应的按键直至达到重新设置成的数值为止。
按下“SETUP”键可以将这一数值归零。
4.按下“ENTER”键,至此,数值被重新登记并退出输入程序。
如果输入的数值不应被重新登记,这时用户可以按下“ESC”键,至此,这一数值没有被修改并退出输入程序。
3.2.结束行菜单
3.2.1菜单-导航信息
可通过按键“上”和“下”来选择菜单行和子选项。
在显示的菜单行中可通过按键“右”和“左”来选择。
用户的选择是通过按下“ENTER”键来得到确认的。
随后会出现一个相应的子选项(如果存在的话)。
在操作完最后一个子选项后会自动退出菜单。
按下“ESC”键可以中断在安装菜单中的输入。
3.2.2菜单行和边缘参数的含义
前八行给出了八条边缘最重要的边缘参数。
此外前四条边缘还带有系统设定值并且用户可以为边缘5-8自行选择这些值。
第1栏
第2栏
第3栏
第4栏
第5栏
第6栏
第7栏
第8栏
第9栏
1
1>↓
A
125
B
127
A
12.3
VWN
2
1<↓
A
125
B
127
3
1<↑
A
125
B
127
4
1<↑
A
125
B
127
5
--◆
A
125
B
127
6
--◆
A
125
B
127
7
--◆
A
125
B
127
8
--◆
A
125
B
127
前八行给出了八条边缘最重要的边缘参数。
此外前四条边缘还带有系统默认值。
从原则上说,用户可以自行选择所有的边缘定义。
第1栏:
在第1栏中给出了边缘编号。
第2栏:
第2栏包括边缘的定义。
通过下面的例子来说明菜单行中输入值的构成:
1>↓
•数字表明在搜索方向上应该使用多少条边缘。
•随后确定出搜索方向。
向右方搜索=>
向左方搜索=<
•从第三个位置可以确定出对比度过渡。
↑=对比度过渡暗/明
↓=对比度过渡明/暗
第3栏和第4栏:
给出了触发阀A及其触发值
第5栏和第6栏:
给出了触发阀B及其触发值
第7栏:
显示出用户所选择的曝光模式
A=自动曝光“开”
F=自动曝光“关”,这时曝光时间就被重新设定在所显示的值上。
第8栏:
显示当前的曝光时间(单位:
毫秒)
第9栏:
以简写的形式给出了当前的曲线模式
V=视频曲线
W=白平衡曲线
VW=具有白平衡功能的视频曲线
VWN=具有白平衡功能的视频曲线的标准表示
在第9栏和第10栏中给出了标准化的边缘定位。
第11栏和第12栏给出了物理的边缘定位。
第13栏是用于调节运行的。
在栏内给出了左物料运行
轨道的宽度、减去半个分辨率的物料传送轨道的正中心和右物料传送轨道的宽度。
3.3安装-菜单
安装菜单位于图形显示器的前面部分。
按下“SETUP”键,调入本菜单。
在显示安装菜单的过程中不会更新其他的读数范围。
3.3.1菜单-导航信息
可通过按键“上”和“下”来选择需要的菜单项。
所选择的输入会被反转显示。
因为这个显示窗口无法把整个菜单都显示出来,所以如果需要的话在达到窗口的末尾时可以上下滚动菜单。
当向下滚动时窗口内的菜单会自动向上移动,向上滚动时窗口内的菜单会自动向下移动。
用户的选择是通过按下“ENTER”键来得到确认的。
随后会出现一个相应的子选项(如果存在的话)。
在操作完最后一个子选项后会自动退出菜单并且出现工作指示。
按下“ESC”键可以中断在安装菜单中的输入。
3.3.2菜单的结构
在说明菜单项的小节中对单个菜单项进行了具体说明。
4装配/安装
4.1安装地点要求
照相机CCDPro…必须安装于干燥无振动的地方。
环境条件:
温度:
0℃-最大45℃
空气湿度:
5-90%,
无(水汽)凝结
4.2照相机安装
有一个BST支架可供用户在安装照相机时使用,借助这个支架用户也可以调整照相机与物料传送轨道的相对位置。
安装方案取决于具体的任务要求和在数控机床里的安装地点。
例如:
4.3光源的安装
光源的安装和预先规定的扫描种类密切相关。
然而应注意避免杂质沉淀。
此外在采取反射光测量法时还应注意以下几点:
•在对透明物料进行边缘扫描时光源的安装位置能够使反射表面把从光源反射出来的光再反射给照相机:
例如:
•为了识别出透明物料传送轨道和非透明物料传送轨道上的线对比度和彩色对比度,光源应安装在能够产生扩散反射效果的位置上。
例如:
在采取反射光测量法时必须注意不能把光源安装在照相机的可见范围之内。
4.4背景的确定
如果需要的话必须在物料传送轨道的后面、照相机的可见范围内安装一个黑色无光泽的物料储存平台。
这样做的目的是为了避免外来光线的干扰和确保对物料传送轨道的边缘进行无缺陷地扫描。
4.5支撑辊的安装
请您确保物料传送轨道既没有起褶也没有起波浪。
您还要避免物料传送轨道出现强烈摆动的情况。
强烈的摆动会影响测量结果。
可以通过安装一个支撑辊来避免这类情况的发生。
4.6安装
根据接线图来连接电线。
在把控制器局域网进行屏蔽处理后将其铺设到远离那些产生干扰或是产生强电流的电线的位置上。
需要特别注意的是不能破坏其绝缘特性并且对电线所进行固定和防护应该符合技术要求。
作为光源只允许使用高频荧光灯。
5.调试
5.1CAN-地址和
终端电阻的设置
如果照相机是一架由BST设计的设备的组成部分,那么
CAN-地址就已经按照具体的任务要求而预先设置好了。
对此用户无须再重新设置CAN-地址。
在现场设置CAN-地址时应按照下列步骤进行:
通过下列关系式可以得出节点编号:
节点编号=功能编号+偏移量
可以通过DIL开关S42.1和S42.2对功能编号(与传感器1-4相对应的分配)进行设置。
存在下列分配形式:
S42.1
S42.2
功能编号
传感器的分配
OFF
OFF
20
传感器1
OFF
ON
30
传感器2
ON
OFF
40
传感器3
ON
ON
50
传感器4
可以通过旋转开关S41来调整偏移值(相对于相应的调节器1-9而言的分配)。
存在下列分配形式:
S41
偏移值
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
S41
偏移值
6
6
7
7
8
8
9
保留
0
保留
例子:
对照相机CCDPro…的调整…对ekrPro控制器处的传感器3…节点编号11
S41=1S42.1=断开S42.2=接通
这时相应的节点编号就是41
终端电阻:
S42.4
ON
接入终端电阻
OFF
不接终端电阻
5.2机械调整
5.2.1粗调整
首先应对照相机进行粗调整,这样做的目的是为了使行扫描传感器能够将背景照明的整个可见范围覆盖在内。
没有把物料传送轨道包括在内。
如果无法为了进行粗调整而将物料传送轨道移向别处的话,这时就有可能在背景照明的可见范围内作为替代地将一个明亮的物体(不透明的白纸或是白色薄膜)铺放在物料传送轨道上。
从照相机这一面看,能够对这个明亮的物体进行照明。
操作步骤:
1.根据任务要求(边缘调整或是中心调整)将照相机进行定位。
将照相机的可见范围定位在与物料传送轨道成90度角的位置上。
2.调整照相机内的曲线模式“视频发射器”。
3.进行黑平衡。
为此调入安装菜单。
*选择菜单项“黑平衡”
*按下“ENTER”键
*按下“ESC”键
与此同时,系统结束黑平衡并退出安装菜单。
4.打开照相机的护圈。
5.给照相机接上电压。
6.将光圈调整到能够使曝光时间超过10毫秒的位置上。
曝光时间会在图形显示器的结束行显示出来。
7.调整安装菜单中的曲线模式“点”。
8.把一个不透明的条状物体(如硬纸条)放置在照相机的可见范围之内。
调节镜头的聚焦。
预调工作的进行是以从照相机到物料传送轨道之间的距离为参照的。
当在显示的视频曲线中两个像素之间的边缘出现较大的跨越时,可以认为这样的调整是理想的。
5.2.2精密调整
在将照相机进行完粗调整之后就需对其进行一次精密调整。
为此就必须把物料传送轨道移向别处。
下列步骤是必需的:
1.如下面所描述的那样使用两个条状物体把光引出端遮盖住。
注意:
条状物体的边缘不允许成缕状。
其边缘必须成直线型。
应根据所使用光源的不同而满足以下要求:
2.在进行精密的中心调整时将照相机的镜头中心定位在设备中心的中心以及在进行精密的边缘调整时将照相机的镜头中心定位在物料传送轨道边缘的上方。
3.通过调整螺旋将照相机围绕着X轴转动,直到能够在图形显示器中看见亮度范围。
将CCD照相机在垂直方向上定位在光源的中心处。
4.调整自动曝光装置。
菜单结束行的曝光时间发生变化。
请一直等待直到达到新的稳定状态(数值保持恒定)
5.将曝光控制装置锁定于“固定”上。
为此通过箭头键来选择菜单结束行的曝光显示并按下“ENTER”键。
自动(A)
固定(F)
出现选择窗口
通过箭头键来选择“固定”并按下“ENTER”键来确认选择。
关闭自动曝光装置。
这样在调节过程中就不会再出现持续调节的情况。
6.在和光源平行的方向上来调整照相机。
为此需要借助调整螺旋将照相机围绕着Z轴转动。
全部的有效范围必须作为亮度范围显示出来。
在显示器上会出现例如下列曲线中的一条曲线:
在和光源边缘平行的方向上来调整照相机,当围绕着X轴缓慢转动照相机时显示器上整个宽度以上的曲线降至大约为0并且同时其亮度值在上升。
7.选择结束行中的手工操作(结束行菜单中的最后一行)。
8.再把两个条状物体放置在物料传送轨道的对齐装置上。
应该注意的是两个条状物体之间的间隔与它们距镜头中心的距离一样远。
将照相机围绕着X轴转动直到中心位置的值为0。
显示宽度值(以像素为单位)允许相互偏离最大5%。
9.对光圈进行调节直到达到用户期望的曝光时间。
这就是说:
*对于边缘调整来说应将曝光时间设置成少于5毫秒
*对于宽度调整来说应将曝光时间设置成超过10毫秒
如果在光圈是22的情况下产生的曝光时间小于等于3毫秒的话,这时就应该使用灰色滤光片。
10.将护圈再次套好并用埋头螺钉将其固定住,同样用和聚焦圈配套的埋头螺钉把镜头的聚焦圈固定住。
11.再次将自动曝光装置置于“A”(开)并对其进行调整。
请一直等待直到达到新的稳定状态。
结束行里曝光时间的恒定值。
12.进行白平衡。
为此调入安装菜单。
*选择菜单项“白平衡”
*按下“ENTER”键
*按下“ESC”键
与此同时,系统结束白平衡并退出安装菜单。
13.随后必须不断地存储照相机的参数。
这样做的目的是为了确保在电压损耗之后照相机能够在相同的设置下继续工作。
为此调入安装菜单。
*选择菜单项“参数保护”
*按下“ENTER”键
*在子选项中通过箭头键来选择“是”并通过按下“ENTER”键来得到确认。
这时精密调整过程结束。
5.3照相机的组态
如果照相机需要和BST控制器一起运行的话,这时就可以将照相机和默认值设置一起投入使用。
照相机于是处于准备运行状态并且也不必再进行其它设置。
提示:
参照期望的调整类型对边缘1-4的分配是在可调整放大器中进行的。
为此请参见对投入使用ekrPro…的说明。
如果出于一些特征方面的原因(如恶劣的光比或是在一定薄膜类型条件的使用)需要在现场进行设置,就必须输入相应的参数。
在组态时应为边缘搜索确定默认值的设置。
注意:
在设置状态下其它设备(如ekrProCom)会瞬时收到信息“在可见范围内没有边缘”。
边缘的定义因素包括:
►搜索方向-在扫描方向或是反向上。
►数值n=在扫描方向上的第几条边缘。
►对比度过渡-暗/明或是明/暗。
►在边缘(搜索方向上)之前必须未超出(暗/明状态下)以及超出(明/暗状态下)的触发阀A。
►在边缘(搜索方向上)之后必须未超出(暗/明状态下)以及超出(明/暗状态下)的触发阀B。
►触发阀A之前和触发阀B之后的最小宽度(以像素为单位)以及能够进行最小宽度测试的步距。
对若干边缘进行的调整是在图形显示器的结束行进行的。
可以随意对边缘进行定义。
在进行基础调节时对前四条边缘赋予了系统设定值。
没有地边缘5-8进行定义。
注意:
在确定边缘的位置时应注意求值时间主要取决于未探测到的边缘数。
这样如果对不需要的边缘进行定义的话就会增加求值时间。
如果是在例如两架照相机系统中应该缩短循环工作时间的话就不应该将边缘1和边缘2考虑在内。
调整工作按下列步骤进行:
(以第一条边缘为例对调整步骤进行说明。
可参照对第一条边缘的调整来对其它的边缘进行调整。
)
•通过箭头键“↑”以及“↓”来选择边缘号。
•通过箭头键“→”为对比度过渡调节做标记。
•按下“ENTER”键来使选择得到确认。
打开一个给出了可能对比度过渡的选择窗口。
在5.4.1小节中对其基本含义作出了说明。
未做考虑的
1.明/暗>
1.暗/明>
1.明/暗<
1.暗/明<
2.明/暗>
2.暗/明>
•
•
•
8.暗/明<
•使用箭头键来选择需要的对比度过渡并按下“ENTER”键来确认选择。
对比度过渡存储在系统中。
•通过箭头键“→”为触发阀A的阀值做出标记并按下“ENTER”键来确认。
通过箭头键“↑”以及“↓”来对期望的值进行调节并按下“ENTER”键来确认。
•通过箭头键“→”为触发阀B的阀值做出标记并按下“ENTER”键来确认。
阀值的调节和触发阀A的阀值调节类似。
如果为触发阀下载了不同的值就应该为此预先规定一个对比度过渡必须满足的最小冲程。
注意:
如果触发阀的安装位置离明线以及暗线的极限处太近,就会导致在物料的边缘位置处经常发生损耗的情况。
在与触发阀有关联的情况下,触发阀A之前和触发阀B之后的最小边缘宽度(以像素为单位)是预先确定好的。
为了能够将识别出的物体作为边缘显示出来而必须符合最小边缘宽度。
也有可能存在因干扰因素(如光源上的积灰或是输送带上的孔等)而出现屏蔽现象:
预先确定的宽度值是最优的。
如果是出于任务要求的原因而有必要改变设定值的话,请您向BSTInternationalGmbH咨询有关事宜。
•通过箭头键“→”为自动曝光装置做出标记并按下“ENTER”键来确认。
在这里用户可以在一个窗口中对“开”(A)以及“关”(F,对于固定的曝光时间而言)自动曝光装置作出选择。
通过按下“ENTER”键来对选择进行确认。
•使用箭头键“→”为曝光时间做出标记。
显示的值是由自动曝光装置测定的曝光时间。
如果自动曝光装置应处于接通状态就不应对其再进行任何调节。
如果应该预先规定一个确定的曝光时间,就应通过按下“ENTER”键来对选择进行确认。
通过箭头键“↑”以及“↓”来对期望的值进行调节并按下“ENTER”键来确认。
自动曝光装置的显示从“A”转换成“F”。
•菜单行的最后一个参数给出了视频曲线的显示模式。
调节工作在安装菜单中进行。
•按下“SETUP”键。
•通过箭头键“↓”将子选项“曲线模式”调入。
在此可以在下列模式中进行选择:
模式
具体含义
视频发射器
通过白平衡功能在未纠正的情况下直接显示出CCD照相机行的灰度值。
这种显示模式主要为运行调整而使用。
白色发射器
显示出白平衡因素的曲线。
在这种模式下视频曲线会作为静态曲线显示出来。
视频曲线可用于监控。
监测人员可以看到在哪些范围内识别出了机器零件。
在此范围内不会再探测到任何边缘。
拥有白平衡功能的视频发射器
在这种模式下会显示出通过白平衡功能而得到纠正的视频曲线。
具有白平衡功能的视频发射器的标准表示
(VWN)
和拥有白平衡功能的视频发射器相类似。
此外会将求值范围以外的旁侧的边缘做屏蔽处理并把视频曲线以拉长的形式显示出来(标准化表示)。
•按下“ENTER”键来对选择的模式进行确认。
•按下“ESC”键来退出安装菜单。
这样就将边缘进行了定义。
在对最后一个边缘组态完之后应把数值永久地保存在照相机内。
•按下“SETUP”键来调入安装菜单。
•选择子选项“确保参数的安全性”并按下“ENTER”键来确认。
•在选择窗口中对“是”作出标记,同时按下“ENTER”键来确认。
现在数值就被存储了。
•按下“ESC”键来退出安装菜单。
5.3.1对比度过渡的具体含义:
对比度过渡给出了明值和暗值之间的过渡或者是暗值和明值之间的过渡。
5.4为采取异步方式对进程数据对象
(PDO)进行传输而给照相机编程
如果照相机是一台由BST设计的设备的组成部分,那么照相机已经按照具体的任务要求而预先设置好了。
对此用户无须再重新对照相机进行设置。
由用户来给照相机编程
前提条件:
为进行以下步骤而对CANopen协议和给一台CANopen设备的主机进行编程有一个基本的了解是必要的。
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