梅特勒-托利多（常州）精密儀器有限公司主要研發(fā)和制造各種電子衡器、實(shí)驗(yàn)室天平用傳感器及稱重模塊。Block Nova是公司CNC團(tuán)隊(duì)為天平傳感器內(nèi)配的精密機(jī)加工力學(xué)部件，其精度與加工機(jī)床密切相關(guān)。

NOVA天平傳感器對(duì)Block尺寸的精度及一致性要求非常高，不同機(jī)床加工的工件對(duì)最終傳感器角差等性能調(diào)整影響很大。所以任何機(jī)床進(jìn)行Block生產(chǎn)時(shí)必須得到驗(yàn)證，每只工件的鋼印信息必須準(zhǔn)確反映加工機(jī)床編號(hào)。這樣才能在出現(xiàn)異常時(shí)，能夠迅速查出原因并糾正生產(chǎn)中出現(xiàn)的偏差。

“這個(gè)產(chǎn)品數(shù)量比較大，生產(chǎn)機(jī)床多，而且是同時(shí)加工不同規(guī)格的產(chǎn)品，單靠分類和人工控制，無(wú)法保證100%準(zhǔn)確?！碧炱絺鞲衅餮邪l(fā)部主管工程師許峰指出。

據(jù)介紹，原先CNC團(tuán)隊(duì)采取將不同員工、不同規(guī)格、不同機(jī)床加工的產(chǎn)品分開放置，然后由加工員工自己修改打標(biāo)機(jī)中兩處對(duì)應(yīng)的機(jī)床號(hào)設(shè)置，并集中打標(biāo)來(lái)控制準(zhǔn)確率。這個(gè)方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不斷發(fā)現(xiàn)操作中因員工只改了一處機(jī)床號(hào)設(shè)置或工件混放，而導(dǎo)致打標(biāo)出錯(cuò)。由于多機(jī)床加工，打標(biāo)序列號(hào)與對(duì)應(yīng)機(jī)床號(hào)沒(méi)有連續(xù)性，人工記錄生產(chǎn)信息的準(zhǔn)確率很難保證，更遑論可追溯性。

另外，產(chǎn)品加工完成后，表面非常光亮，采用普通相機(jī)，很可能會(huì)造成因反光而帶來(lái)的識(shí)別不出或是識(shí)別錯(cuò)誤。盲文的標(biāo)記區(qū)域非常小，且由于各機(jī)床的差異、加工刻針的磨損，加工出的盲文可能會(huì)有較大差別。如果采用普通相機(jī)，可能也會(huì)引起讀不出或是讀出錯(cuò)誤的信息。

“我們需要借助視覺(jué)識(shí)別的方法全面解決問(wèn)題，同時(shí)還必須兼顧成本，并有可靠的防差錯(cuò)措施?！必?fù)責(zé)NOVA產(chǎn)品的工程師不無(wú)擔(dān)心地說(shuō)，“由于自動(dòng)打標(biāo)的效率高，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成的損失可能會(huì)比人工打標(biāo)還要大?！?/span>

近年，隨著人工成本的不斷上升，自動(dòng)化替代人工的趨勢(shì)越來(lái)越受到關(guān)注。2015年，CNC團(tuán)隊(duì)在車削中心自動(dòng)上下料+成品打標(biāo)方面做過(guò)兩個(gè)比較詳細(xì)的外包方案。雖然最終因投資回報(bào)率不理想而沒(méi)有實(shí)施。但令人印象深刻的是，這兩個(gè)方案都不約而同采用了康耐視視覺(jué)引導(dǎo)工件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)位和識(shí)別，這是康耐視的技術(shù)第一次在CNC團(tuán)隊(duì)亮相。

2016年初，經(jīng)公司自動(dòng)化部推薦及大量調(diào)研，曾經(jīng)幫助過(guò)貼片室解決彈性體數(shù)字及字母鋼印識(shí)別的工作，并與公司產(chǎn)品跟蹤系統(tǒng)Pegasus成功對(duì)接的無(wú)錫埃姆維工控公司（以下簡(jiǎn)稱埃姆維）與CNC的項(xiàng)目開始了聯(lián)手。

“我們聯(lián)合埃姆維，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，以行業(yè)領(lǐng)先者康耐視的智能視覺(jué)及讀碼產(chǎn)品來(lái)組建自動(dòng)化打標(biāo)系統(tǒng)，解決了機(jī)加工零部件識(shí)別與追溯難題?！盋NC制造主管秦工在公司質(zhì)量交流會(huì)上介紹說(shuō)，“同時(shí)為了達(dá)到低成本且防差錯(cuò)的目的，在質(zhì)量&CNC運(yùn)營(yíng)經(jīng)理金越的開放性思路引導(dǎo)下，項(xiàng)目組引入了盲文編碼代表機(jī)床號(hào)的理念，達(dá)到了降低智能相機(jī)選型級(jí)別的低成本初衷。為防止現(xiàn)場(chǎng)相機(jī)鏡頭被污染后出現(xiàn)識(shí)別偏差，項(xiàng)目組還增加了系統(tǒng)防差錯(cuò)措施?！?/span>

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行證明，運(yùn)用康耐視 In-Sight Explorer智能檢測(cè)系統(tǒng)，在產(chǎn)品打標(biāo)時(shí)定位、檢查工件中的斑點(diǎn)、亮度+圖案，充分利用其獨(dú)有的優(yōu)異容錯(cuò)性能以及靈活的參數(shù)設(shè)置，通過(guò)調(diào)整識(shí)別區(qū)域、分辨率、閾值等參數(shù)，圓滿解決了因反光和盲文標(biāo)記差別帶來(lái)的影響，保證了讀碼的準(zhǔn)確性。

配以DataMan 8000系列手持讀碼器強(qiáng)大的2DMax算法，埃姆維的工程師輕松地實(shí)現(xiàn)了DataMan 8500讀碼器和只有基礎(chǔ)功能的IS7010相機(jī)與SIC打標(biāo)機(jī)的集成，打標(biāo)準(zhǔn)確率達(dá)到了99.9%。而特制的系統(tǒng)防差錯(cuò)功能起到了至關(guān)重要的作用，如在光源亮度變暗而引起識(shí)別錯(cuò)誤時(shí)，能有效及時(shí)阻止系統(tǒng)的繼續(xù)工作。

整個(gè)設(shè)備工作流程如下：

1）在加工中心生產(chǎn)過(guò)程中，用刻針在合金鋁工件的相同位置點(diǎn)上，與機(jī)床號(hào)對(duì)應(yīng)的盲文編碼（如工件識(shí)別方案圖示），控制盲文斑點(diǎn)深度0.03~0.08mm（對(duì)應(yīng)直徑Φ0.06~Φ0.16mm）；

2）將系統(tǒng)置于自動(dòng)模式（滑動(dòng)臺(tái)面自動(dòng)移至左側(cè)相機(jī)下方），松開夾具，取下前工件，裝上新工件，再夾緊夾具；

3）按打標(biāo)按鈕，相機(jī)在1s內(nèi)讀取工件上斑點(diǎn)（機(jī)床號(hào)盲文編碼）及外形（圖案+亮度雙重驗(yàn)證工件規(guī)格）特征，臺(tái)面移至打標(biāo)位開始打標(biāo)，結(jié)束后臺(tái)面退回原位，等待下一循環(huán)；

4）每班首、末、抽檢時(shí)用讀碼槍掃描二維碼，在介面上可校對(duì)生產(chǎn)記錄；對(duì)其它需要查找生產(chǎn)記錄的工件同樣可在8s內(nèi)完成追溯。

系統(tǒng)還可自動(dòng)備份上一周生產(chǎn)記錄，也可按要求時(shí)間段調(diào)取如下信息的記錄：

5）每天中班使用系統(tǒng)前，強(qiáng)制要求作開班檢測(cè)，如下圖在自動(dòng)模式下，先后放入38號(hào)機(jī)床加工Nova-500g標(biāo)準(zhǔn)工件及49號(hào)、48號(hào)機(jī)床加工的Nova-5000g標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行檢測(cè)，全部通過(guò)后才能進(jìn)入正常工作狀態(tài)，防止因相機(jī)鏡頭受污染等干擾因素引起的系統(tǒng)批量識(shí)別錯(cuò)誤。

這樣，借助康耐視 In-Sight Explorer簡(jiǎn)潔易用的視覺(jué)處理功能和DataMan快速精確的讀取率，公司CNC技術(shù)及管理團(tuán)隊(duì)與埃姆維協(xié)作，經(jīng)過(guò)多輪方案改進(jìn)，定制了屬于自己的低成本視覺(jué)識(shí)別自動(dòng)化打標(biāo)系統(tǒng)，解決了多機(jī)床加工帶來(lái)的機(jī)床號(hào)混淆、員工打標(biāo)時(shí)選錯(cuò)設(shè)置、整理打標(biāo)數(shù)據(jù)工作量大、產(chǎn)品追溯性差等問(wèn)題，不但大大減輕了管理難度，而且因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了單件連續(xù)流，從而提升了生產(chǎn)線效率，還杜絕了客戶的投訴，獲得了三贏局面。

“采用In-Sight Explorer檢測(cè)系統(tǒng)和IDMax讀碼技術(shù)將康耐視工業(yè)相機(jī)及讀碼器植入打標(biāo)過(guò)程，如同為系統(tǒng)添加了一雙敏銳的眼睛，攜手解決了機(jī)加工零件識(shí)別及追溯難題。而在識(shí)別盲文的同時(shí)，我們也清晰地看到了零件表面紋理質(zhì)量與刀具使用時(shí)間之間的關(guān)系?！盋NC制造主管秦工最后評(píng)價(jià)說(shuō)，“相信康耐視所積累的諸多量化數(shù)據(jù)，在解決一直困擾我們?nèi)绾尉_判斷刀具壽命的問(wèn)題上，將為我們帶來(lái)意想不到的收獲?！?/span>

圖片

1.盲文識(shí)別自動(dòng)化打標(biāo)系統(tǒng)

運(yùn)用康耐視In-Sight工業(yè)相機(jī)識(shí)別工件固定位置上的不同特征，達(dá)到辨別工件的不同加工機(jī)床編號(hào)及工件的不同規(guī)格，配以SIC打標(biāo)機(jī)、自動(dòng)化軟硬件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打標(biāo)并生成報(bào)表。

運(yùn)用DataMan讀碼器，掃描已打標(biāo)工件上二維碼，快速核查生產(chǎn)記錄。

2.工件識(shí)別方案

3.相機(jī)工作原理

圖案-1+亮度-1辨別左邊工件為NOVA-500g，右邊工件為NOVA-5000g。

斑點(diǎn)-1~班點(diǎn)-6辨別左邊工件為38號(hào)機(jī)床加工，右邊工件為37號(hào)機(jī)床加工。