頻閃儀工作原理及其在印刷檢驗系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘　要:介紹了頻閃儀的構(gòu)成和工作原理 ,分析了頻閃儀軟件系統(tǒng)的完整流程圖,給出了 PS系列頻閃儀的主要技術(shù)指標(biāo);*后結(jié)合印刷檢測機(jī)器視覺系統(tǒng)討論了頻閃儀的應(yīng)用。

　　關(guān) 鍵 詞:頻閃儀;視覺暫留;印刷檢測系統(tǒng);機(jī)器視覺系統(tǒng)

　　前 言

　　在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中 ,涉及到各種各樣的檢查、 測量和零件識別工作 ,其共同特點是連續(xù)大批量生產(chǎn)、 對外觀質(zhì)量的要求非常高 ,通常這種高度重復(fù)性的工作只能靠人工檢測來完成。生產(chǎn)線上的微小尺寸*快速測量、 形狀匹配、 顏色辨識等 ,由于被觀測物體高速運動 ,人眼無法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行觀察和檢驗 ,易出差錯。頻閃儀觀測技術(shù)能較好地解決此難題。

　　頻閃儀也叫頻閃靜像儀或轉(zhuǎn)速計 ,是能夠使作振動、 高速旋轉(zhuǎn)或周期運動構(gòu)件變成“ 靜止不動 ” 構(gòu)件的一種光學(xué)測量裝置。PS系列頻閃儀外觀如圖 1所示。

　　頻閃儀本身可以發(fā)出短暫又頻密的閃光,當(dāng)調(diào)節(jié)頻閃燈的閃動頻率,使其與被測物的轉(zhuǎn)動或運動速度接近或同步時,被測物雖然高速運動著,但看上去卻是緩慢運動或相對靜止,這種視覺暫留現(xiàn)象使人目測就能輕易觀測到高速運動物體的表面質(zhì)量與運行狀況 ,而頻閃儀的閃光速度即為被檢測物體(例如:馬達(dá) )轉(zhuǎn)速和運動頻率 (印刷袋 ) ,亦可以利用頻閃儀分析物體振動情況、 高速移動物體的動作以及高速攝影等。利用頻閃儀觀測檢驗技術(shù)在歐美已廣泛使用 ,隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,越來越多的行業(yè)開始使用頻閃儀來幫助解決產(chǎn)品質(zhì)量檢驗問題。

　　頻閃儀構(gòu)成和工作原理

　　頻閃燈的工作原理是根據(jù)設(shè)定的頻率或根據(jù)外觸發(fā)頻率來控制閃光燈的閃爍頻率 ,作為一個完整的系統(tǒng)包括人機(jī)顯示界面、 調(diào)節(jié)和功能選擇按鍵、 閃光控制模塊、 閃光燈供電模塊和外觸發(fā)自動跟蹤模塊等。頻閃儀的工作原理框圖 ,如圖 2所示

　　在系統(tǒng)設(shè)計中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機(jī)顯示界面。LED顯示具有高亮、 長壽命、 控制方便等特點 ,只要保證驅(qū)動電路的可靠性 ,就可以保證人機(jī)界面的長期工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方面 ,采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調(diào)節(jié)功能的旋轉(zhuǎn)編碼器作為數(shù)據(jù)輸入元件 ,配以合理的軟件來提高參數(shù)設(shè)定的速度和方便性。作為一個使用比較方便的產(chǎn)品 ,必須具有參數(shù)保存的功能 ,在這里采用了非易失性存儲器 ,存放頻率、 工作模式等參數(shù)。

　　為了達(dá)到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制*等效果 ,整個軟件系統(tǒng)的設(shè)計就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個核心和難點的技術(shù) ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩(wěn)定。只有保證電壓的穩(wěn)定性才能保證燈管閃爍的亮度一致 ,才能使閃光燈在高頻的情況下不會出現(xiàn)漏閃現(xiàn)象。因為燈管在不同頻段閃爍的時候消耗的功率是不定的 ,所以難以控制。當(dāng)頻閃燈作為光源用于印刷質(zhì)量檢驗時 ,對頻閃燈的性能又提出了一個更高的要求。頻閃燈在收到觸發(fā)信號后*燈管閃爍的時間必須一致 ,所以程序控制和電路設(shè)計就顯得更為重要。圖 3是軟件系統(tǒng)主程序流程圖 ,圖 4是按鍵處理模塊流程圖,圖 5是外觸發(fā)處理模塊流程圖。3個流程圖說明了整個軟件系統(tǒng)的工作模式 ,實現(xiàn)頻閃儀的頻閃及自動頻率跟蹤功能。

　　頻閃儀主要技術(shù)指標(biāo)

　　經(jīng)過*設(shè)計 ,系列化的頻閃儀外觀如圖 1所示 ,主要技術(shù)指標(biāo)如下:

　　(1)電 源:交流 220 ± 10%V, 2A, 50Hz。

　　(2)功 率:*大功率低于 200W。

　　(3)內(nèi)觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。

　　(4)外觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。

　　(5)單次工作時間:由功能鍵任意設(shè)定 (單位:30 s)。

　　(6)環(huán)境光照度:低于 10 000 lx。

　　(7)外部觸發(fā)信號范圍: 5～12V脈沖信號。

　　(8)照射*大寬度:視頻閃儀長度而定。

　　(9)尺寸 (長 × 寬 × 高 ) :800mm × 115mm × 180mm (三聯(lián) ) ,1250mm × 115mm × 180mm (四聯(lián))。

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