视频监控刀模切割件是否脱落

拼接类木制玩具一般使用刀模在一块小木板上进行冲切成型，随着加工次数增多，

很多小零件在冲切以后可能自行掉落。这样会造成两个后果：1.   零件缺失，无

法做成完整产品。2.  如果零件较大，掉落在工作台上以后，可能造成下一次冲切

的时候，影响冲切质量，甚至损坏刀具。因此，在产品冲压以后，机械手自动取

出产品之前，必须监视有无零件脱落，如有情况，即时处理，保证生产顺利进行。

 

下图是常见的一种冲压后的木制玩具产品的半成品

 

 

下图是一块零件脱落以后的图。

 

这块零件如果脱落的话，不但因缺少零件而报废一个产品，而且，可能对刀具产生

恶劣影响。

 

当然，不是所有的一些小零件脱落都可能需要报警，如图：

 

 

这个小块不是产品零件，只是一个大零件切割后的一种余料而已，而且尺寸不是很大，对刀

具影响不大，脱落以后可以不进行报警。

 

 

解决方法初探

 

使用机器视觉大师监视这类的产品异常有不少方法，其中一种方法可以使用BLOB算子对整个

原料木板区域进行分析。 根据每个BLOB的大小进行筛选，去掉一些小的零件。

这个方法有个严重缺陷，当原图很大且零件比较多的时候，比较耗时。

 

另一种方法可以使用双态识别算子对每个零件进行单独监控，只要有一个零件进行掉落，就

会相应的双态识别算子检测到，监控可以做到无遗漏。这种方法需要根据零件数量建立很多算子，

当然也是比较麻烦。不过，我们可以通过复制粘贴的方法进行快速处理。

 

笔者仅介绍如何使用双态识别算子进行零件脱落监视的操作过程。

 

 

上图为产品放在简易平台上相机拍摄的图像，本文介绍的测试条件就是这样恶劣。

注意：由于平台非常简陋，为了放置手工方便，特意在右上交画了一个小三角，以

区分方向防止下次放反，在自动化设备上，这个不是必须的。

 

添加双态识别算子

下面是建立双态算子进行零件监视的过程。

一、点击菜单”控件” ->”定位类”->”双态测量”添加到视场，将算子拖动到零件位置。

二、双击该算子，进行参数设置和模板学习。显示参数设置窗口。

 

选择模板区形状为圆形，并且对称显示。关闭后，重新调整模板和搜索区大小。注意，一定要

尽量使搜索区在零件图像范围内。如下图：

 

三、在“学习”页，点击”学习模板一”进行学习。

 

四、在”识别”页，选择”平方差”识别方法，最小分数设置为0.9以上。

 

 

按照上面的步骤，或使用复制的方法，添加其它“双态识别”算子。由于木板上零件太多，

本次设计仅添加三个算子分别对三个零件进行监视。如下图：

 

 

编写脚本

 

点击菜单”模式”->”编辑脚本”,弹出”编辑脚本”对话框。选择测量类型为“质量检测”。

 

上面的语句解释如下：

如果视场2里面三个双态识别算子的检测结果为0，那么将系统变量good设置为1，

ng设置为0，表示这次检测是没有脱落的，否则只要其中一个检测算子不为0，表示

其中的一个零件已经脱落，则good变量为0，ng设置为1。

 

语句sight2.dual1.res表示为视场sight2的算子名称为.dual1的检测结果。由于我们仅对模板

一进行学习，该默认结果索引值为0（从0开始计）。如果结果为0，表示学习的模板一有检测

到，该区域是正常的。

 

质量检测类任务支持2个系统变量：good和ng，具体如下：

变量名

说明

类型

good

合格标记

布尔（1为真，0为假）

ng

次品标记

布尔（1为真，0为假）

注意：视场名称为sight2是因为本地电脑有两个相机，笔者只用其中一个名称为sigh2的

相机视场进行演示

 

 

检测运行

点击菜单”相机”->”测量运行”,进入检测状态。放置工件到视场位置（注意不要与学习时候的

工件位置相差太大， 2-3毫米偏差是没有问题的），然后点击”下一个”按钮完成一次自动测量。

 

 

分别将三个零件拆下和恢复模拟两次监视，总共7次模拟检测（最后一次拆下两个零件，没有做恢复测试），

结果记录如下：

 

合格字段数据值如果为1，表示当此记录的产品无脱落，否则次品字段的数据将为1,表示有脱落。

 

实际应用建议

机器视觉大师并没有数字IO，无法进行结果输出到外部执行机构（即时专享版也不行），在

实际的全自动控制系统里面是无法应用的。 实际的控制系统建议使用FVS一体式可编程

机器视觉控制器实现本文阐述的监控方法。FVS一体式可编程机器视觉控制器使用视觉算子

与机器视觉大师的视觉算子是完全一样，脚本编写也类似，而且FVS支持MODBUS协

议的PLC通信，可以完全实现自动化控制的要求。

 

本次实验使用的机器视觉大师版本为v4.1.1022版，主窗口图如下：

 

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