時間:2015-07-27 15:24:20來源:王家琪
圖1 前期安裝階段
天津文州機械有限公司(以下簡稱文州機械)是專業(yè)生產(chǎn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備及其配套生產(chǎn)線的高新技術(shù)企業(yè),系天津市科學(xué)技術(shù)委員會評定的高新技術(shù)企業(yè)、中國絲網(wǎng)印刷協(xié)會及國際絲網(wǎng)印刷協(xié)會團體成員。玻璃印刷生產(chǎn)線是文州機械的主要業(yè)務(wù)之一,公司研發(fā)的玻璃印刷生產(chǎn)線在汽車、飛機制造、軍工、電子等行業(yè)的玻璃絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
生產(chǎn)印刷玻璃一般需要五個基本工位。首先需要通過磨機對玻璃進行外觀切裁,切裁后再進行磨邊處理,然后利用清水進行清洗并干燥,最后通過網(wǎng)狀圖進行噴油印刷,印刷后再進行烘干處理,最后產(chǎn)品成型。
玻璃絲網(wǎng)印刷對印制的精度有著比較高的要求,檢測過程也很嚴(yán)格。在進行印刷噴油處理前需要對玻璃的外觀形狀、表面是否存在水漬、爆邊、劃痕進行檢測,如若不合格,則需要及時剔除。印刷處理后,需要對玻璃上印刷圖案的完整度、玻璃表面的劃痕、油污進行檢測,如若不合格,需要及時報警并剔除。
現(xiàn)在,玻璃絲網(wǎng)印刷的檢測存在諸多挑戰(zhàn),主要難點有:
第一,由于玻璃外觀形狀不確定,為便于現(xiàn)場工人使用操作方便,需要構(gòu)思出一個快速建立新品模板的方法。并且客戶提出的參數(shù)設(shè)置上只能存在尺寸單位的參數(shù)設(shè)置,不能出現(xiàn)專業(yè)圖像知識的參數(shù)設(shè)置。
第二,玻璃尺寸最大長度為1.8m,最小長度0.3m,最大寬度為1.25m,最小寬度為0.3m。在大尺寸的玻璃檢測上,需要進行圖像的無縫拼接,并繪制檢測輪廓以及將缺陷坐標(biāo)標(biāo)示出來。
第三,2個8K相機采圖拼接后的大數(shù)據(jù)處理,必須保證檢測速度不影響生產(chǎn)速度。
目前,文州機械的客戶主要采用人工檢測玻璃的方式,每個工位需配置1到2個人負(fù)責(zé)檢測。由于印刷玻璃產(chǎn)品種類很多,導(dǎo)致檢測過程比較慢。另外,對劃痕長度約為0.5mm以下的小劃痕檢測難度很大。
“有時候為了保證生產(chǎn)效率而不得不放棄品質(zhì)檢測,這個情況客戶很難接受?!蔽闹輽C械的工程師表示,“保證了生產(chǎn)效率,就要降低產(chǎn)品品質(zhì);而保證了產(chǎn)品品質(zhì),就要降低了生產(chǎn)效率,這是我們客戶及我們公司目前最頭痛的‘蹺蹺板’問題?!?/p>
為了尋求出解決問題的答案,文州機械的工程師參觀了2013年北京視覺展會,并在展會上認(rèn)真地了解康耐視在視覺方面獨特的PatMax算法以及康耐視的視覺產(chǎn)品。隨后,文州機械與康耐視公司進行了深度交流,通過更具體的需求描述以及相關(guān)測試,文州機械的工程師們確定VisionPro的靈活式編程就是他們一直想要的產(chǎn)品。
康耐視產(chǎn)品的便捷性給文州機械的工程師留下了深刻的印象,“通過康耐視文檔里的線序圖,就可將線掃相機、8602e圖像采集卡、IO模塊、編碼器、觸發(fā)光電傳感器等與計算機快速建立連接,并實現(xiàn)即刻采圖。在開始階段,我們僅僅利用了1天時間就實現(xiàn)了硬件的配置?!?/p>
文州機械的客戶對此也很驚訝,“你們這個硬件配置連程序都不用寫,就可以采集圖像,效率如此之高,如何做到的?”
文州機械的工程師對客戶解釋說,“實際上,8602e板卡提供了相機接口、IO模塊接口等,這些接口都是即插即用的,并且在QuickBuild里,對相機的初始化及編碼器的設(shè)置都是集成好的。對我們來說,并不需要過深的技術(shù)要求,康耐視產(chǎn)品給我們鋪好了大路,我們只是沿著路一直走而已。”
圖2 試生產(chǎn)階段,檢測玻璃通過2臺線掃相機,項目利用線掃光源作背光使用。
事實證明,利用康耐視線掃視覺配置,能實現(xiàn)穩(wěn)定地采集圖像,不丟幀,不死機。并且通過IO模塊能及時提供給PLC合格與否的IO信號,節(jié)省了程序通信方面的代碼編寫工作。
根據(jù)康耐視提供的代碼Demo,能簡單的調(diào)用集成在QuickBuild里的各個工具的參數(shù)以及按鈕控件。利用獨特的PatMax算法,通過訓(xùn)練模板,能快速的對每種玻璃產(chǎn)品實現(xiàn)快速定位建模。而圖像的穩(wěn)定保證了Blob工具閾值的設(shè)定不需要人工的干預(yù)即可完成。
圖3 試生產(chǎn)階段,程序界面及檢測過程。其中當(dāng)前檢測玻璃表面出現(xiàn)了劃痕,利用Blob工具提取劃痕坐標(biāo),并顯示在圖片上??蛻粼谲浖袃H僅需要建模,修改部分參數(shù)即可針對任意一種玻璃產(chǎn)品進行檢測。
每個Blob工具提取的玻璃輪廓均可得到具體點的像素坐標(biāo),使用數(shù)組提出這些點的坐標(biāo)即可在新建的圖像中繪制出來。這樣每種玻璃的輪廓就可以簡單快速的建立。在以后同類產(chǎn)品的檢測中,只需要將缺陷的坐標(biāo)點輸出,并在模板輪廓中標(biāo)示相應(yīng)位置就能實現(xiàn)快速檢測。
在生產(chǎn)中,輪廓缺陷的不確定性極大地體現(xiàn)了PatMax算法的優(yōu)勢,即便是大缺口的產(chǎn)品,PatMax定位也能精確得找到模板中心,這樣為后續(xù)檢測區(qū)域的布局提供了可靠的穩(wěn)定性。
文州機械采用基于VisionPro開發(fā)的視覺設(shè)備后,成功解決了“蹺蹺板”問題。VisionPro提供的編程環(huán)境QuickBuild開發(fā)自由度大,依靠集成的PatMax算法、Blob斑點等工具,再配合相應(yīng)的腳本編輯,即可有效地解決玻璃品質(zhì)檢測的問題。檢測精度達到0.05mm,整體檢測速度不影響生產(chǎn)效率,從而給客戶減少了檢測方面的人工成本。
“VisionPro產(chǎn)品帶來的便利性、穩(wěn)定性、快速性是不可估量的。在玻璃生產(chǎn)中,該套設(shè)備帶來的誤判率僅為0.1%,高效的檢測保證了客戶生產(chǎn)的速率,并極大地提高了產(chǎn)品的品質(zhì),這是人工所替代不了的。”文州機械的工程師高興地指出,“在實現(xiàn)了三個月的穩(wěn)定檢測后,客戶希望我們能繼續(xù)在現(xiàn)有的檢測技術(shù)上開發(fā)更多的檢測功能,這給與了我們極大的信心?!?/p>
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