频闪仪工作原理及其在印刷检验系统中的应用
摘要:介绍了频闪仪的构成和工作原理,分析了频闪仪软件系统的完整流程图,给出了PS系列频闪仪的主要技术指标;最后结合印刷检测机器视觉系统讨论了频闪仪的应用。
前言
在现代工业自动化生产中,涉及到各种各样的检查、测量和零件识别工作,其共同特点是连续大批量生产、对外观质量的要求非常高,通常这种高度重复性的工作只能靠人工检测来完成。生产线上的微小尺寸精确快速测量、形状匹配、颜色辨识等,由于被观测物体高速运动,人眼无法连续稳定地进行观察和检验,易出差错。频闪仪观测技术能较好地解决此难题。
频闪仪也叫频闪静像仪或转速计,是能够使作振动、高速旋转或周期运动构件变成“静止不动”构件的一种光学测量装置。PS系列频闪仪外观如图1所示。
频闪仪本身可以发出短暂又频密的闪光,当调节频闪灯的闪动频率,使其与被测物的转动或运动速度接近或同步时,被测物虽然高速运动着,但看上去却是缓慢运动或相对静止,这种视觉暂留现象使人目测就能轻易观测到高速运动物体的表面质量与运行状况,而频闪仪的闪光速度即为被检测物体(例如:马达)转速和运动频率(印刷袋),亦可以利用频闪仪分析物体振动情况、高速移动物体的动作以及高速摄影等。利用频闪仪观测检验技术在欧美已广泛使用,随着我国经济的高速发展,越来越多的行业开始使用频闪仪来帮助解决产品质量检验问题。
频闪仪构成和工作原理
频闪灯的工作原理是根据设定的频率或根据外触发频率来控制闪光灯的闪烁频率,作为一个完整的系统包括人机显示界面、调节和功能选择按键、闪光控制模块、闪光灯供电模块和外触发自动跟踪模块等。频闪仪的工作原理框图,如图2所示
在系统设计中,采用LED数码管作为人机显示界面。LED显示具有高亮、长寿命、控制方便等特点,只要保证驱动电路的可靠性,就可以保证人机界面的长期工作的稳定性。参数设定或功能选择方面,采用高可靠性的欧姆龙轻触按键和具有快速调节功能的旋转编码器作为数据输入元件,配以合理的软件来提高参数设定的速度和方便性。作为一个使用比较方便的产品,必须具有参数保存的功能,在这里采用了非易失性存储器,存放频率、工作模式等参数。
为了达到使用方便、性能稳定、控制精确等效果,整个软件系统的设计就显得很重要。另外,在频闪灯控制系统中还存在一个核心和难点的技术,就是要保证闪光灯的供电电压稳定。只有保证电压的稳定性才能保证灯管闪烁的亮度一致,才能使闪光灯在高频的情况下不会出现漏闪现象。因为灯管在不同频段闪烁的时候消耗的功率是不定的,所以难以控制。当频闪灯作为光源用于印刷质量检验时,对频闪灯的性能又提出了一个更高的要求。频闪灯在收到触发信号后至灯管闪烁的时间必须一致,所以程序控制和电路设计就显得更为重要。图3是软件系统主程序流程图,图4是按键处理模块流程图,图5是外触发处理模块流程图。3个流程图说明了整个软件系统的工作模式,实现频闪仪的频闪及自动频率跟踪功能。
频闪仪主要技术指标
经过特别设计,系列化的频闪仪外观如图1所示,主要技术指标如下:
(1)电源:交流220±10%V,2A,50Hz。
(2)功率:最大功率低于200W。
(3)内触发频率范围:1～500Hz。
(4)外触发频率范围:1～500Hz。
(5)单次工作时间:由功能键任意设定(单位:30s)。
(6)环境光照度:低于10000lx。
(7)外部触发信号范围:5～12V脉冲信号。
(8)照射最大宽度:视频闪仪长度而定。
(9)尺寸(长×宽×高):800mm×115mm×180mm(三联),1250mm×115mm×180mm(四联)。