应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置及识别方法制造方法及图纸

本发明专利技术应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，包括供电模块、控制模块、摄像模块、存储器模块、光电检测电路、电机控制模块、联络信号模块和RS485通信模块，识别方法包括：定义类型；选取传送姿态；设定拍摄方位；拍摄图像并上传至上位机；计算模板图像矩阵；采集实时图像，计算待识别图像矩阵；计算待识别图像矩阵和模板图像矩阵匹配率，并提取工件信息；对提取的标信息编码并上传至上位机；上位机解析编码，获取工件实时信息。本发明专利技术采用电路简练、先进、可靠，成本低，功能强，识别算法实现方便，识别速度快，识别率很高。通讯协议简单，便于新旧设备的升级。

Workpiece pattern recognition device and identification method for shot peening equipment

The pattern recognition device of the invention is applied to the shot blasting equipment, including power supply module, control module, camera module, memory module, photoelectric detection circuit, motor control module, signal communication module and RS485 communication module, identification methods include: definition of type selection; transmission attitude; shooting range set; image capture and upload to the computer machine; calculation of template image matrix; real-time image acquisition, image matrix calculation; calculation image matrix and matrix template image matching rate, and extract the information; the extracted object information encoding and uploaded to the PC host computer; analytic encoding, real time information acquisition work. The invention has the advantages of simple circuit, advanced and reliable, low cost, strong function, convenient recognition algorithm, fast recognition speed and high recognition rate. The communication protocol is simple and convenient for the upgrade of new and old equipment.

【技术实现步骤摘要】
应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置及识别方法
本专利技术涉及抛喷工艺处理领域，具体涉及应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置及识别方法。
技术介绍
抛喷的原理是用电动机带动叶轮体旋转，靠离心力的作用，将弹丸(有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸等不同类型)和沙子抛向工件的表面，使工件的表面达到一定的粗造度，使工件变得美观，或者改变工件的焊接拉应力为压应力，提高工件的使用寿命。大型抛喷丸设备可以处理多种抛喷工件，工件进入抛喷丸设备内一般采用吊钩式，所以不同的工件抛喷角度和抛喷时间都是不一样的，由于抛喷丸设备里有多个喷头，因此需要调整抛头的抛喷角度和各抛喷的时间来实现抛喷工件的优化处理。目前的抛喷丸设备技术水平较低，抛喷丸设备的控制系统基本都是可编程逻辑控制器PLC组成，主要控制工艺上需要的各类电机顺序开停，因此对于不同工件的喷抛，主要有两种解决方案，一种是通过人工来调整抛喷头的抛喷角度，人工利用手操器来来控制不同工件的抛喷时间；另一种是将手操器的设置参数编制在PLC控制器中，还是需要人工利用触摸屏来选择。上述的两种方式下，都是利用人的经验进行判断，从而选择合适的抛喷角度、力度、时间等参数，这样一来，不仅对于操作工人的实际操作经验要求很高，而且人也容易产生判断失误或者手动操作失误，不利于抛喷工艺的工业化，大大降低了生产效率，增加了生产成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置及识别方法，利用计算机视觉可以进行模式识别，通过I/O接口和RS485与抛喷丸设备控制器进行握手联络，实现智能抛喷。本专利技术采用以下技术方案：应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，包括供电模块、控制模块、摄像模块、存储器模块、光电检测电路、电机控制模块、联络信号模块和RS485通信模块，所述的供电模块包括24V直流电压输入端，并提供5V、3.3V、2.8V、1.8V四种直流电压输出端；所述的控制模块包括微控制器STM32F446及其外围电路；所述的摄像模块包括OV7725摄像头，OV7725摄像头通过DCMI总线和控制总线与微控制器STM32F446电连接；所述的存储器模块采用AT24C02存储芯片并与微控制器STM32F446电连接；所述光电检测电路的控制端与微控制器STM32F446电连接，光电检测电路的输出端与抛喷丸设备内的光电传感器连接；所述的电机控制模块包括驱动电路和微型电机，所述的驱动电路输入端与微控制器STM32F446电连接，驱动电路输出端连接微型电机；联络信号模块的输出端通过光电隔离芯片ADUM1311连接微控制器STM32F446，联络线号模块的输出端通过数据线连接抛丸机控制系统；RS485通信模块包括光电隔离电路和RS485电路，光电隔离电路输入端连接微控制器STM32F446，光电隔离电路输出端连接RS485电路输入端，RS485电路输出端过数据线连接抛丸机控制系统。进一步的，识别装置还包括灯光补偿模块，所述的灯光补偿模块的控制端与微控制器STM32F446连接。进一步的，光电检测电路包括外发射管和外接收管，红外发射管的正极通过电阻R26接3.3V直流电压，红外发射管的负极接三极管Q3集电极，三极管Q3发射极接地，三极管Q3基极通过电阻R33接微控制器STM32F446第8引脚；红外接收管正极通过电阻R27分别接3.3V直流电压和电阻R30一端，电阻R30另一端为OUTPUT_2输出端并与光耦U13第六引脚连接，OUTPUT_2输出端与抛喷丸设备连接，红外接收管负极接光耦U13第一引脚，光耦U13第三引脚和第四引脚均接地。进一步的，电机控制模块包括驱动电路和微型电机Motor，所述的驱动电路包括光耦U12，光耦U12第一引脚通过电阻R28分别接3.3V直流电压和电阻R31一端，电阻R31另一端分别接微控制器STM32F446第8引脚以及电阻R32一端，电阻R32另一端接三极管Q4基极，三极管Q4发射极接地，三极管Q4集电极接光耦U12第三引脚，光耦U12第六引脚通过电阻R29分别接24V直流电压和电阻R25一端，电阻R25另一端接三极管Q2集电极，三极管Q2基极接光耦U12第四引脚，光耦U12发射极接微型电机Motor控制端。进一步的，所述的RS485通信模块包括光电隔离电路和RS485电路，光电隔离电路包括反相器U9、数字隔离器U10，RS485电路包括485通信芯片U11，反相器U9第一引脚接微控制器STM32F446第59引脚，反相器U9第十三引脚接微控制器STM32F446第61引脚，反相器U9第四引脚接微控制器STM32F446第62引脚，反相器U9第五引脚连接反相器U9第二引脚，反相器U9第十四引脚分别接3.3V直流电压和电容C21一端，电容C21另一端接地，反相器U9第七引脚接地，反相器U9第十一引脚接反相器U9第十二引脚，反相器U9第三引脚接反相器U9第八引脚，反相器U9第九引脚接数字隔离器U10第五引脚，反相器U9第十引脚接数字隔离器U10第三引脚，反相器U9第六引脚接数字隔离器U10第四引脚，反相器U9第六引脚接发光二极管D6负极，发光二极管D6正极通过电阻R24接3.3V直流电压；数字隔离器U10第二引脚、第八引脚接地，数字隔离器U10第一引脚接3.3V直流电压并通过电容C22接地，数字隔离器U10第十六引脚接5V直流电压并通过电容C23接COM，数字隔离器U10第十五引脚、第九引脚接COM，数字隔离器U10第十二引脚接485通信芯片U11第一引脚，数字隔离器U10第十四引脚分别接接485通信芯片U11第二引脚和第三引脚，数字隔离器U10第十三引脚接485通信芯片U11第四引脚；485通信芯片U11第五引脚接COM，485通信芯片U11第六引脚为输出端A1并通过电阻R23接5V直流电压，485通信芯片U11第七引脚为输出端B1并通过电阻R19接COM，485通信芯片U11第八引脚接5V直流电压并通过电容C24接COM，防雷二极管DT1、瞬态抑制二极管D5并联设置在输出端A1和输出端B1之间，输出端A1、输出端B1通过数据线连接电气控制系统。进一步的，所述的灯光补偿模块包括三极管Q1，三极管Q1发射极分别接3.3V直流电压和电阻R12一端，电阻R12另一端分别接微控制器STM32F446第24引脚以及电阻R15一端，电阻R15另一端接三极管Q1基极，三极管Q1集电极分别接电阻R11一端、电阻R13一端，电阻R11另一端接发光二极管D1正极，电阻R13另一端接发光二极管D2正极，发光二极管D1负极、发光二极管D2负极均接地。基于上述段落描述的工件模式识别装置，本专利技术还提出了一种应用于抛喷丸设备的工件模式识别方法，所述的方法包括以下步骤：步骤1：根据客户需求，定义标准工件的类型；步骤2：根据目标工件的类型，选取标准工件的传送姿态；步骤3：针对标准工件的每一种传送姿态，设定相应的目标拍摄方位；步骤4：根据步骤1-步骤3的设定，拍摄每一个设定拍摄方位下标准工件的图像信息并上传至上位机；步骤5：计算并获取每一个标准工件的模板图像矩阵；步骤6：采集生产过程中目标工件的实时图像，并计算出该目标工件的待识别图像矩阵；步骤7：计算出与目标工件待识别图像矩阵匹配率最高的标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，包括供电模块、控制模块、摄像模块、存储器模块、光电检测电路、电机控制模块、联络信号模块和RS485通信模块，所述的供电模块包括24V直流电压输入端，并提供5V、3.3V、2.8V、1.8V四种直流电压输出端；所述的控制模块包括微控制器STM32F446及其外围电路；所述的摄像模块包括OV7725摄像头，OV7725摄像头通过DCMI总线和控制总线与微控制器STM32F446电连接；所述的存储器模块采用AT24C02存储芯片并与微控制器STM32F446电连接；所述光电检测电路的控制端与微控制器STM32F446电连接，光电检测电路的输出端与抛喷丸设备内的光电传感器连接；所述的电机控制模块包括驱动电路和微型电机，所述的驱动电路输入端与微控制器STM32F446电连接，驱动电路输出端连接微型电机；联络信号模块的输出端通过光电隔离芯片ADUM1311连接微控制器STM32F446，联络线号模块的输出端通过数据线连接抛丸机控制系统；RS485通信模块包括光电隔离电路和RS485电路，光电隔离电路输入端连接微控制器STM32F446，光电隔离电路输出端连接RS485电路输入端，RS485电路输出端过数据线连接抛丸机控制系统。...

【技术特征摘要】
1.应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，包括供电模块、控制模块、摄像模块、存储器模块、光电检测电路、电机控制模块、联络信号模块和RS485通信模块，所述的供电模块包括24V直流电压输入端，并提供5V、3.3V、2.8V、1.8V四种直流电压输出端；所述的控制模块包括微控制器STM32F446及其外围电路；所述的摄像模块包括OV7725摄像头，OV7725摄像头通过DCMI总线和控制总线与微控制器STM32F446电连接；所述的存储器模块采用AT24C02存储芯片并与微控制器STM32F446电连接；所述光电检测电路的控制端与微控制器STM32F446电连接，光电检测电路的输出端与抛喷丸设备内的光电传感器连接；所述的电机控制模块包括驱动电路和微型电机，所述的驱动电路输入端与微控制器STM32F446电连接，驱动电路输出端连接微型电机；联络信号模块的输出端通过光电隔离芯片ADUM1311连接微控制器STM32F446，联络线号模块的输出端通过数据线连接抛丸机控制系统；RS485通信模块包括光电隔离电路和RS485电路，光电隔离电路输入端连接微控制器STM32F446，光电隔离电路输出端连接RS485电路输入端，RS485电路输出端过数据线连接抛丸机控制系统。2.根据权利要求1所述的应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，工件模式识别装置还包括灯光补偿模块，所述的灯光补偿模块的控制端与微控制器STM32F446连接。3.根据权利要求2所述的应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，所述的灯光补偿模块包括三极管Q1，三极管Q1发射极分别接3.3V直流电压和电阻R12一端，电阻R12另一端分别接微控制器STM32F446第24引脚以及电阻R15一端，电阻R15另一端接三极管Q1基极，三极管Q1集电极分别接电阻R11一端、电阻R13一端，电阻R11另一端接发光二极管D1正极，电阻R13另一端接发光二极管D2正极，发光二极管D1负极、发光二极管D2负极均接地。4.根据权利要求1或2所述的应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，光电检测电路包括外发射管和外接收管，红外发射管的正极通过电阻R26接3.3V直流电压，红外发射管的负极接三极管Q3集电极，三极管Q3发射极接地，三极管Q3基极通过电阻R33接微控制器STM32F446第8引脚；红外接收管正极通过电阻R27分别接3.3V直流电压和电阻R30一端，电阻R30另一端为OUTPUT_2输出端并与光耦U13第六引脚连接，OUTPUT_2输出端与抛喷丸设备连接，红外接收管负极接光耦U13第一引脚，光耦U13第三引脚和第四引脚均接地。5.根据权利要求1或2所述的应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，电机控制模块包括驱动电路和微型电机Motor，所述的驱动电路包括光耦U12，光耦U12第一引脚通过电阻R28分别接3.3V直流电压和电阻R31一端，电阻R31另一端分别接微控制器STM32F446第8引脚以及电阻R32一端，电阻R32另一端接三极管Q4基极，三极管Q4发射极接地，三极管Q4集电极接光耦U12第三引脚，光耦U12第六引脚通过电阻R29分别接24V直流电压和电阻R25一端，电阻R25另一端接三极管Q2集电极，三极管Q2基极接光耦U12第四引脚，光耦U12发射极接微型电机Motor控制端。6.根据权利要求1或2所述的应用于抛喷丸设备的工件模式识别装置，其特征在于，所述的RS485通信模块包括光电隔离电路和RS485电路，光电隔离电路包括反相器U9、数字隔离器U10，RS485电路包括485通信芯片U11，反相器U9第一引脚接微控制器STM32F44...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，王守仁，侯志坚，李建亮，张肖，王瑞国，
申请(专利权)人：山东开泰抛丸机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37