前言
针对高性价比,中低算量的视觉应用,我们采用运动控制与机器视觉一体化解决方案。该方案利用B系列控制器多核高算力的硬件架构以及分布式软件部署技术,集成机器视觉算法,在控制器内部完成机器视觉计算并与运动控制进行内部数据交互。从而提高数据流转效率,让视觉检测部署更方便,成本更低,性能也得到保证。
视觉运控一体机的基本架构
视觉运控一体机中嵌入了开源OpenCV和自主研发的视觉处理SDK。一方面,用户可以在控制器上使用开源OpenCV自由搭建视觉处理程序,通过控制器同时操作直连相机、处理图像和运动控制,以实现视觉运算以及运动控制一体化方案。
使用视觉+运控一体方案,用控制器内部的视觉模块和运动控制器模块桥接数据,免去了控制器和外部视觉系统建立通讯和数据传输的时间,不但大大简化了部署成本,也节约了视觉控制沟通的时效性,大幅度提高了整体加工效率,也简化了不同类型产品服务分离的麻烦,让客户实现技术一体化带来的价值体验。
另一方面,为了优化视觉处理性能,下一代视觉运控一体控制器,还会集成高性能视觉SDK,用户可以更加高效、安全地进行更为复杂的视觉处理。
视觉开发流程
当涉及到开发新产品或项目时,一个简单好用的可视化开发流程是确保成功的关键。下面是一个典型的开发流程示例:
在视觉运控一体机的画面上,我们可以设计插入视觉的画面和功能。通过使用HMI调用视觉相关的用户接口和模块,可以在运动控制的流程中接入视觉的处理流程,客户无需再额外添加PC做视觉采集和计算,可以直接在视觉运控一体机上使用需要的视觉功能。如下图:
HMI调用视觉接口示例
我们可以提供一些已经开发好的标准的画面工程,客户可以直接使用标准画面工程进行人机交互操作,也可以根据需要自定义更适合自己的视觉运控画面。如下图是标准画面工程中的相机控制画面:
相机控制标准画面
应用案例介绍
案例一:
l 项目名称:视觉运控一体自动分拣机
l 项目概况:在“十面值”和“五面值”的混合料盘中进行自动分拣;在混合料盘中识别物料的类型和位置,拾取到各自的料盘并且按照指定的位置摆放整齐。需要排除物料被遮挡覆盖的情况,避免拾取时对其它物料进行干涉或则拾取失败。
l 检测过程:提前设定好两种物料的模板,在控制流程中添加相机采集和处理的触发信号,完成混合物料的分拣动作。当混合料盘中无物料时,报警暂停。
相机下的混合料盘图像
视觉运控一体自动分拣机控制器画面
视觉运控一体自动分拣机实物展示
案例二:
l 项目名称:卡箍不良品检测
l 项目概况:客户在生产制作卡箍时,发现偶尔会出现不良品,无法保证成品的良率和质量。需要机器视觉对成品进行检测判断,把不良品自动筛选出来,提高检测后的成品的良率和质量。
l 检测过程:抓取能区分出良品与不良品的特征,提前设置良品与不良品的特征值范围,即可完成不良品的检测,并且可以控制机台进行抛料。
不良品检测
光学方案展示
案例三:
l 项目名称:车床工件尺寸检测
l 尺寸测量精度:0.02mm
l 项目概况:车床工件需要对加工后的成品的尺寸进行在线检测,判断成品是否符合制造公差,筛选出不良品进行自动刀具补偿以及崩刀预警或者刀具寿命管理。该项目测量的位置为工件的侧面弧度半径,使用视觉进行非接触性测量会更快,更精准。并且可以通过尺寸检测的数据对加工的参数进行刀补,进一步提高生产良品的质量。
l 检测过程:相机连接控制器,从工件的侧面进行打光拍照,控制器内置圆弧检测算法,只需要在检测前设置好检测的范围和参数,即可完成工件的侧面圆弧的半径计算,并把结果输送给加工程序。
车床工件CAD图
车床工件尺寸测量效果图
背光投影方式的光学方案展示
案例四:
l 项目名称:弹簧尺寸检测
l 尺寸测量精度:0.02mm
l 项目概况:对弹簧的全长进行尺寸、前后两端的平行度以及外径进行检测。在弹簧的制造过程中,偶发弹簧长度不足,弹簧两端大小不均匀的问题,而一般的接触式测量无法对弹簧进行测量,只能通过机器视觉技术测量并反馈到制造工艺进行调整。
l 检测过程:弹簧的平行度是通过分段检测完成,用户可以提前设置弹簧的分段检测时的段数和每段长度,然后通过视觉计算得到弹簧的平行度。弹簧的全长由视觉自动识别并计算。当弹簧的全长、平行度或者外径超出了用户设定的范围,则在下一个产品自动做程序补偿。
弹簧检测效果图
弹簧检测工程视觉参数设置画面
—— 视觉运控一体机的优势 ——
全新多核大算力分布式架构的视觉运控一体化控制器方案,在开发中低算力要求的视觉项目中具有明显的产品优势:
l 高效性:我们的产品可以实时监测生产过程中的物体位置、外观和状态等信息,并直接由控制器进行视觉处理和控制,免去传输步骤,从而可以在线提高生产品质和效率。
l 低成本:我们的产品采用的嵌入式视觉方案,免去了传统视觉必须搭配的PC机,直接在控制器上进行视觉处理,为用户节省了额外的设备成本。
l 易于操作:我们的产品既接入了大家熟悉的OpenCV,也在研发更优的视觉处理SDK和特定模块,客户使用和自主开发将越来越简单的。