汽车玻璃商标视觉检测设备

单工位汽车玻璃标识在线检测台
一、概述
本试验台对汽车玻璃上的标识文字进行在线检测，改造后可实时检测玻璃上规
定的位置是否印有标识以及标识上的信息是否清晰且完整，然后根据检测结果自动
处理被检测玻璃。
二、技术要求说明
1、检测项目：
1）动态检测玻璃上的标识信息是否漏印
2）标识印刷是否跑位
3）标识印刷的整体外轮廓相对倾斜角度(可检测出商标顺时针和逆时针方向
2°倾斜)
4）标识中的信息是否有模糊重影的问题
5） 标识中是否存在印刷断线
6）标识中的信息是否存在局部缺失
7）根据图像分析的结果，对有问题的汽车玻璃进行剔除操作
2、检测台组成结构及外观
合肥研泰自动化设备有限公司 汽车玻璃标识在线检测台
检测台由 4 个部分组成：
 系统控制柜：负责图像信息采集、处理和剔除机构的控制。
 图像采集机构：由相机移动平台、工业摄像机、镜头、光源以及其他辅助部
件组成。
 玻璃剔除机构：由气缸等控制元件组成。
 显示及中断处理机构：工作位置的的程序界面查看及不合格报警的控制方式
及恢复控制。
2.1 控制柜为网络机柜式结构，分四层布局，上方为显示器，显示器下方是键盘
鼠标托盘，托盘下方是工业计算机，下方是电气控制板；控制系统通过控制
柜上的航空插头与图像采集机构和玻璃剔除机构互通指令和采集信息；航空插
头的使用方便设备的移动；
2.2 图像采集机构主要由图像采集部件和一维移动平台组成。图像采集部件包括一
部四百万像素高清工业面阵相机及配套镜头、一部高速高清工业线阵相机及配
套镜头、LED 背光源等；一维移动平台由电机和直线导轨等组成，可以根据不
同型号自动调整到不同的检测位置，调整速度快位置精度高。
2.3 玻璃剔除机构主要有上顶机构、托板、气缸等组成，箱上动作将玻璃顶起，等
待人工取出玻璃，并与上料区域机构互锁。
2.4 流水线工作位置上方放置一个大显示器和控制柜上的显示器同步显示程序图
像，可供实时查看检测结果或不合格图像点，不合格控制方式通过旋钮切换为
托起玻璃或只报警提示，工作位置前方放置一个复位按钮，用于不合格报警后
继续进行检测的控制。

三、检测台说明
3.1 系统控制部分
系统控制软件为我公司自主研发，可以针对客户要求灵活修改。操作简单方
便，软件依托的硬件平台为工业计算机，软件控制主要涉及图像采集与处理和开关
量信号采集与控制，处理控制随流水线实时进行。
 工控机
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工业控制计算机为全钢机箱设计，具有防尘、耐高温(工厂环境温度)、抗
冲击、抗振动、抗电磁干扰等优点，了系统的可靠运行。
 图像采集与处理
图像采集构架为 “GIGE 高速采集接口+高帧率工业相机”：GIGE 采集规
范具有采集速度快、传输距离远、抗干扰强，高帧率工业相机拍摄速度
快、对于运动物体拍摄可防拖影、防模糊。此架构了图像采集的实
时性、稳定性，大大减少了设备误判率，并且提高了设备对杰克炉滚轴
速度的适应性和可扩充性。 软件处理模块为我司自主研发，图像处理及
控制部分完全融合在一起，全部集成于工业控制机内部，不需要附加 PLC
等额外控制机构，故障点少、控制灵活、操作方便、易于维护，还可以
根据客户的要求定制或及时修改。

 开关量信号采集与控制
系统中光纤信号的反馈以及气缸的控制都是通过 I/0数字信号控制卡驱动
的，我们选用的 I/O 卡采用了光电隔离技术，使计算机与现场信号之间全
部隔离，提高了计算机与本卡在工作中的抗干扰能力和抗损毁能力。I/O
卡工作原理如下：
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开关量输入部分工作原理：
开关量输出部分工作原理：
3.2 图像采集机构
图像采集机构主要包括工业摄相机、工业镜头、LED 光源、辅助光源、移动平
台。
 图像采集卡
图像采集卡为千兆网系列高速采集卡，具有采集速度快、传输距离远、防漏
帧等专有功能，GIGE 接口的速度和稳定性也大大优于 USB 接口。
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 工业面阵相机
工业面阵相机为全局快门 CMOS 相机，重量轻、体积小、传输距离远，具有高
分辨率、高帧率、高清晰度、色彩还原好、低噪声、低功耗等特点。
 工业线阵相机
工业线阵相机与面阵相机的区别是采集速度快、但每次触发只采集一行图像，
虽然没有面阵相机的实时查看图像的优势，但通过软件的 N 行图像的拼接可
以得出任意长度图像且不受滚轮的图像遮挡（通过相对运动实现）。
 工业镜头
本系统为摄相机配备的镜头为固定焦距工业镜头，捕捉兆级像素照相机的全
部分辨率，低变形率(低于1.0%)，大视场角，为焦点和光圈锁定调节螺钉，
在整个屏幕范围内都具有高对比度及清晰度的图像。
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 LED 光源
在机器视觉的实际应用中，大多数应用领域都需要使用由光源提供的灯光照
明来提高图像的亮度和对比度，好的光照系统会地物体和背景之间
的差异，从而大大简化了图像分割的算法，缩短计算时间；好的光照可以提
高物体边缘与背景之间的陡峭变化，从而提高了对物体的测量精度。本系统
选择 LED 白色背光源，选择 LED 光源是因为 LED 光源有散热效果好、光亮
度稳定、使用寿命长等优点。
 一维移动平台
一维移动平台是通过一个步进电机控制摄相机在被测目标物上方的位置，以
应对不行型号不同大小的生产线上的玻璃。