臺灣博碩士論文加值系統

自動化的物體形狀辨識與檢驗系統之發展趨勢皆以電腦視覺結合影像截取器、電腦以及人工智慧來模擬人類行為能力的整合技術。擁有智慧功能的電腦視覺具有立即了解其所在環境、處理工作、及解決問題的能力。近來，它已被應用在一些自動化領域；但由於現今社會為一微利的時代，即企業節省成本也成為一個非常重要的環節之ㄧ，因此對形狀辦識要求不高的設備，此將會是非常重要的取捨。自動化視覺檢驗中一個重要的應用是物體的尺寸檢驗；它是測試物體的尺寸是否符合所需要的品質規格。當工件是平的或厚度不是很重要時，二維物體的尺寸檢驗就非常實際而且應用相當廣。然而，當物體是在任何位置或方向時，檢驗物體尺寸就不是一個簡單工作。因此發展快速的檢驗方法仍是必要的。本研究針對工件物體發展一套物體形狀辨識與檢驗系統。

The trend of identification of objects shape and examination system in automation is to mimic human being’s acting ability by combing the image retrieving devices, computer and artificial intelligence method. The computer vision with intelligence can detect the surrounding environment and have the ability of operation and solving problem. It is widely used in the automation. Due to making a tiny profit in most cooperation in decade, how to minimizing the cost is very important. Therefore, to reduce the vision identification devices cost in some machines requiring basic and not complex shape identification can promote the lowing cost. Due to the fundamental geometry shape of most machined objects, the vision of machine tool needs to detect some fundamental 2-D geometry shape. Therefore, using laser diode combing programable language controller (PLC) replacing the complex computer vision devices is investigated in this thesis. Some formulas are derived to distinguish the 2-D geometric shape like triangle, rectangle, and circle. Combining the laser diode and PLC, the sizes of the geometry shape objects can be detected. And the operating time and cost are much less than the computer vision system.

摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 2
1.4 文獻回顧 3
1.5 本文架構 5
第二章 研究方法 6
2.1 概述 6
2.2 形狀辨識 6
2.3 交點偵測 7
2.4公式推導 8
2.4.1 三角形偵測 8
2.4.2 四角形偵測 13
2.4.3 圓形偵測 18
第三章 實驗設備介紹 23
3.1 PLC控制系統 23
3.1.1 PLC硬體 24
3.1.2 PLC處理輸入信號方式 25
3.1.3 PLC處理輸出信號方式 26
3.1.4 PLC中程式的處理模式 27
3.2 輸送帶 28
3.3 直流馬達 29
3.4 感測器 30
3.4.1 何謂感測器 30
3.4.2 感測器性能 31
3.4.3 感測器分類 33
3.4.4 光電開關 34
第四章 幾何形狀辨識實驗 36
4.1 前言 36
4.2 實驗設計 37
4.3 實驗項目 38
4.4 實驗數據 39
4.4.1 三角形實驗 39
4.4.2 四角形實驗 40
4.4.3 圓形實驗 41
第五章 結果與討論 42
5.1 實驗結果 42
5.1.1 三角形實驗結果 42
5.1.2四角形實驗結果 43
5.1.3圓角形實驗結果 45
第六章 結論與未來展望 46
6.1結論 47
6.2 未來展望 48
參考文獻 49
附錄 A 50
致謝 51
作者簡介 52

圖 目 錄

圖2.2.1運送加工品方向示意圖 6
圖2.3.1光線移動變化 7
圖2.4.1三角形對光電開關擺設方式 8
圖2.4.2四角形對光電開關擺設方式 13
圖2.4.3.1圓形對光電開關擺設相關位置 18
圖2.4.3.2線與圓相切之角平分線之關係 22
圖3.1.1 PLC內部構造簡圖 24
圖3.1.2 PLC輸入端內部廻路 25
圖3.1.3.1 PLC輸出端內部廻路 26
圖3.1.3.2 PLC輸出端並接電阻線路圖 26
圖3.1.4.1 PLC對程式的處理流程 27
圖3.2.1 輸送帶基本構造圖 28
圖3.3.1 DC馬達基本構造示意圖 29
圖3.3.2 DC減速馬達線路圖 29
圖3.4.1光電開關感測原理圖 35
圖3.4.2光電開關電器迴路及圖形 35
圖4.1.1 感測器擺設相關位置角度 36
圖4.2.1 光電開關擺設方式 37
表 目 錄

表4.2.1感測器對應PLC接點 37
表4.3.1實驗物件擺設角度 38
表4.4.1.1三角形實驗時間數據 39
表4.4.2.1四角形實驗時間數據 40
表4. 4.3.1圓形實驗時間數據 41
表5.1.1.1三角形實驗所得斜率ｍ與長數ｋ 42
表5.1.1.2三角形實驗所得交點座標 42
表5.1.2.1四角形實驗所得斜率ｍ與長數ｋ 43
表5.1.2.2四角形實驗所得交點座標 44
表5.1.3.1圓形實驗所得斜率ｍ 45
表5.1.3.2圓形實驗所得垂直距離Ｌ長度 45

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