[发明专利]一种基于STM32芯片的飞拍自动化视觉设备通用运动控制模块

说明书

本发明属于飞拍自动化视觉检测技术领域，且公开了一种基于STM32芯片的飞拍自动化视觉设备通用运动控制模块，运动控制模块按照功能划分包括有stm32f407微控制单元子模块、伺服控制子模块、伺服编码器反馈接收子模块、IO电控子模块、RJ45通信子模块、飞拍起始点传感器输入子模块，光源控制子模块，相机控制子模块，分选控制子模块。本发明通过基于STM32芯片的运动控制模块由上位机发送指令，由为控制单元模块根据指令调度各模块协同工作，实现整个飞拍过程，基于STM32F407的时钟频率，配合底层的嵌入式开发程序，可实现高精度的比较触发，还可通过多个模块叠加完成更多相机光源参与、更多分选信号要求、更多轴运动控制的一般飞拍流程，有较强的扩展性。

技术领域

本发明属于飞拍自动化视觉检测技术领域，具体为一种基于STM32芯片的飞拍自动化视觉设备通用运动控制模块。

背景技术

随着工业生产自动化程度的提高，在现代的工业生产中越来越多的融入了自动化视觉检测设备，以代替传统的人工检测流程。该类设备主要实现方式就是利用传感器获取图像，通过机器视觉分析后得到检测结果，从而实现自动化检测的目的。该类设备的运作模式通常分为停拍与飞拍两大类：停拍即检测样品运动到指定拍照位置时样品停止运动，此时触发相机拍照，对样品图像进行处理后输出检测结果，接着执行下一步动作(图4)；飞拍即使用硬件比较输出或精准输出端口在极短时间内触发相机拍照，而被测物品在拍照过程中仍处于运动状态，与此同时被测物品通过图像处理软件计算出其位置的偏移量，执行机构获取视觉输出的偏移量后再做出相应的动作指令(图5)。停拍模式的实现方式和运动控制以及定位比较简单，但是生产效率较低，无法满足高速度的检测项目要求。随着工业生产的节拍越来越高，为保证生产效率，飞拍模式的自动化视觉检测设备比重逐渐增大。

飞拍自动化视觉检测设备虽然可以满足更高速的检测节拍，但是飞拍模式不仅需要运动控制模块有硬件比较输出或精准输出功能做高速精准触发控制，而且要求相机的拍照响应时间快、曝光时间短、帧率高，软件处理时间要短，对于运动控制模块来说就是要实现与上位机的实时通信。目前飞拍模式的运动控制解决方案主流有两种，一种为基于PLC编程的控制方案，一种是基于工控机加装运动控制板卡的控制方案。前者由于PLC在较复杂的任务下难以保证实时高精度的比较输出，从而在飞拍定位精准性方面略逊一筹。后者虽然有着较强的高精度比较输出能力，但是其实现灵活性较低，用户无法修改底层代码逻辑，而且其成本也较高，不适合一些成本敏感或者实现逻辑与板卡底层逻辑不匹配程度较大的设备使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于STM32芯片的飞拍自动化视觉设备通用运动控制模块，使得其达到既拥有高精度的比较输出能力，也可以通过编程灵活实现各种逻辑控制，成本也相对较低的目的。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于STM32芯片的飞拍自动化视觉设备通用运动控制模块，包括运动控制模块与上位机编程接口，运动控制模块按照功能划分包括有stm32f407微控制单元子模块、伺服控制子模块、伺服编码器反馈接收子模块、IO电控子模块、RJ45通信子模块、飞拍起始点传感器输入子模块，光源控制子模块，相机控制子模块，分选控制子模块；

STM32F407微控制单元子模块由STM32F407芯片组成；

伺服驱动子模块与设备中的伺服电机放大器的动力、启停部分连接；

伺服编码器反馈接收子模块与设备中的伺服放大器编码器输出部分连接；

IO电控子模块由12路GPIO输出与8路GPIO输入组成，可与设备中的电信号控制设备或电信号发送设备连接；

RJ45通信子模块与上位机(工控机)通过网线连接；

飞拍起始点传感器输入子模块为一个传感器电信号接受模块；

光源控制子模块由六路的高精度定位GPIO输出组成，与设备中的光源控制器触发端连接；