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、實驗室天平用傳感器及稱重模塊。Block Nova是公司CNC團(tuán)隊為天平傳感器內(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)時必須得到驗證，每只工件的鋼印信息必須準(zhǔn)確反映加工機(jī)床編號。這樣才能在出現(xiàn)異常時，能夠迅速查出原因并糾正生產(chǎn)中出現(xiàn)的偏差。
“這個產(chǎn)品數(shù)量比較大，生產(chǎn)機(jī)床多，而且是同時加工不同規(guī)格的產(chǎn)品，單靠分類和人工控制，無法保證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)中兩處對應(yīng)的機(jī)床號設(shè)置，并集中打標(biāo)來控制準(zhǔn)確率。這個方法費時費力，而且不斷發(fā)現(xiàn)操作中因員工只改了一處機(jī)床號設(shè)置或工件混放，而導(dǎo)致打標(biāo)出錯。由于多機(jī)床加工，打標(biāo)序列號與對應(yīng)機(jī)床號沒有連續(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)，很可能會造成因反光而帶來的識別不出或是識別錯誤。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有較大差別。如果采用普通相機(jī)，可能也會引起讀不出或是讀出錯誤的信息。
“我們需要借助視覺識別的方法全面解決問題，同時還必須兼顧成本，并有可靠的防差錯措施?！必?fù)責(zé)NOVA產(chǎn)品的工程師不無擔(dān)心地說，“由于自動打標(biāo)的效率高，如果出現(xiàn)錯誤，造成的損失可能會比人工打標(biāo)還要大?！?/FONT>
近年，隨著人工成本的不斷上升，自動化替代人工的趨勢越來越受到關(guān)注。2015年，CNC團(tuán)隊在車削中心自動上下料+成品打標(biāo)方面做過兩個比較詳細(xì)的外包方案。雖然最終因投資回報率不理想而沒有實施。但令人印象深刻的是，這兩個方案都不約而同采用了康耐視視覺引導(dǎo)工件實現(xiàn)自動對位和識別，這是康耐視的技術(shù)第一次在CNC團(tuán)隊亮相。
2016年初，經(jīng)公司自動化部推薦及大量調(diào)研，曾經(jīng)幫助過貼片室解決彈性體數(shù)字及字母鋼印識別的工作，并與公司產(chǎn)品跟蹤系統(tǒng)Pegasus成功對接的無錫埃姆維工控公司(以下簡稱埃姆維)與CNC的項目開始了聯(lián)手。
“我們聯(lián)合埃姆維，發(fā)揮各自優(yōu)勢，以行業(yè)領(lǐng)先者康耐視的智能視覺及讀碼產(chǎn)品來組建自動化打標(biāo)系統(tǒng)，解決了機(jī)加工零部件識別與追溯難題?！盋NC制造主管秦工在公司質(zhì)量交流會上介紹說，“同時為了達(dá)到低成本且防差錯的目的，在質(zhì)量&CNC運營經(jīng)理金越的開放性思路引導(dǎo)下，項目組引入了盲文編碼代表機(jī)床號的理念，達(dá)到了降低智能相機(jī)選型級別的低成本初衷。為防止現(xiàn)場相機(jī)鏡頭被污染后出現(xiàn)識別偏差，項目組還增加了系統(tǒng)防差錯措施?！?/FONT>
現(xiàn)場實際運行證明，運用康耐視 In-Sight Explorer智能檢測系統(tǒng)，在產(chǎn)品打標(biāo)時定位、檢查工件中的斑點、亮度+圖案，充分利用其獨有的優(yōu)異容錯性能以及靈活的參數(shù)設(shè)置，通過調(diào)整識別區(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別錯誤時，能有效及時阻止系統(tǒng)的繼續(xù)工作。
整個設(shè)備工作流程如下：
1)在加工中心生產(chǎn)過程中，用刻針在合金鋁工件的相同位置點上，與機(jī)床號對應(yīng)的盲文編碼(如工件識別方案圖示)，控制盲文斑點深度0.03~0.08mm(對應(yīng)直徑Φ0.06~Φ0.16mm);
2)將系統(tǒng)置于自動模式(滑動臺面自動移至左側(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(機(jī)床號盲文編碼)及外形(圖案+亮度雙重驗證工件規(guī)格)特征，臺面移至打標(biāo)位開始打標(biāo)，結(jié)束后臺面退回原位，等待下一循環(huán);
4)每班首、末、抽檢時用讀碼槍掃描二維碼，在介面上可校對生產(chǎn)記錄;對其它需要查找生產(chǎn)記錄的工件同樣可在8s內(nèi)完成追溯。
系統(tǒng)還可自動備份上一周生產(chǎn)記錄，也可按要求時間段調(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，如下圖在自動模式下，先后放入38號機(jī)床加工Nova-500g標(biāo)準(zhǔn)工件及49號、48號機(jī)床加工的Nova-5000g標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行檢測，全部通過后才能進(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)批量識別錯誤。
這樣，借助康耐視 In-Sight Explorer簡潔易用的視覺處理功能和DataMan快速精確的讀取率，公司CNC技術(shù)及管理團(tuán)隊與埃姆維協(xié)作，經(jīng)過多輪方案改進(jìn)，定制了屬于自己的低成本視覺識別自動化打標(biāo)系統(tǒng)，解決了多機(jī)床加工帶來的機(jī)床號混淆、員工打標(biāo)時選錯設(shè)置、整理打標(biāo)數(shù)據(jù)工作量大、產(chǎn)品追溯性差等問題，不但大大減輕了管理難度，而且因為實現(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)加工零件識別及追溯難題。而在識別盲文的同時，我們也清晰地看到了零件表面紋理質(zhì)量與刀具使用時間之間的關(guān)系?！盋NC制造主管秦工最后評價說，“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_判斷刀具壽命的問題上，將為我們帶來意想不到的收獲?！?/FONT>
1.盲文識別自動化打標(biāo)系統(tǒng)
運用康耐視In-Sight工業(yè)相機(jī)識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)床編號及工件的不同規(guī)格，配以SIC打標(biāo)機(jī)、自動化軟硬件，實現(xiàn)自動打標(biāo)并生成報表。
運用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-1~班點-6辨別左邊工件為38號機(jī)床加工，右邊工件為37號機(jī)床加工。
（轉(zhuǎn)載）
