與通常的XY兩軸對位有所不同，該液晶屏打包生產(chǎn)線所用的XXY三軸旋轉(zhuǎn)平臺，需要用視覺技術計算出ΔX1、ΔX2和ΔY三個軸的坐標，對標定過程、模型訓練步驟和檢測流程都提出了新的要求，計算步驟也比較多。整個項目的應用重點和難點就是視覺技術與XXY平臺的配合。

欣奕華科技很早就知道康耐視公司是全球視覺行業(yè)的倡導者和領先者，接著這次技改機會，欣奕華科技就聯(lián)系了康耐視北方區(qū)的代理商北京康視杰視覺技術有限公司（以下簡稱康視杰）。技術實力強大的康視杰專門為這個項目做了大量評估和測試，與欣奕華科技反復溝通后，雙方最終確定使用康耐視功能強大的VisionPro視覺處理軟件與CIC-10MR方案。

由于欣奕華科技是第一次使用XXY旋轉(zhuǎn)平臺，按原來的設想是在檢測時相機拍照兩次，第一次拍照糾正角度，第二次拍照糾正偏移量。了解到他們的需求和想法后，康視杰的工程師經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于機械手不能調(diào)整角度和位移，就需要康耐視視覺軟件計算出比較準確的數(shù)據(jù)給XXY旋轉(zhuǎn)平臺，讓其通過收到的三軸位置數(shù)據(jù)來調(diào)整放在其上的液晶屏角度和位置，以便讓機械手能夠準確抓取，并放到后面的三個包裝箱內(nèi)。

由于每個包裝箱也分別放在一個XXY旋轉(zhuǎn)平臺上，同樣需要康耐視的視覺軟件計算出包裝箱的角度和位移，讓XXY旋轉(zhuǎn)平臺糾正其角度和位置，然后讓機械手將液晶屏準確放入其中。

經(jīng)過測試，使用康耐視CIC-10MR相機和VisionPro軟件完美實現(xiàn)了液晶屏的對正、抓取和打包整個工作過程。而且一次拍照即可實現(xiàn)準確抓取，免去了原來設想的二次拍照流程，提高了生產(chǎn)效率。

另外，康視杰為欣奕華科技編寫了簡單易用的校準、標定和訓練功能。為了減少視覺檢測時耗，采用了多線程處理，將原來的每次拍照兩秒減少到了一秒以內(nèi)。為了實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交互，還編寫了與三菱Q系列PLC通訊程序。這些基于VisionPro的定制檢測軟件，實現(xiàn)了與XXY旋轉(zhuǎn)平臺完美結(jié)合。

在工程師們利用測量工具與視覺配合確定了XXY平臺的精度完全滿足項目要求后，接下來就是視覺技術如何配合XXY平臺進行準確定位。

該液晶屏打包線分為兩個部分：

1.前面部分為ECheck產(chǎn)線，用兩臺康耐視CIC-10MR相機為液晶屏做定位，通過視覺檢測調(diào)整XXY旋轉(zhuǎn)平臺，然后由機械手將其抓取到后面六個E檢臺中的任意一個上，精度要求為±1mm。

2.后面部分為Packing產(chǎn)線，共有四個XXY平臺，第一個用來為液晶屏做定位，后面三個為包裝箱做定位，然后由機械手將液晶屏放入三個包裝箱中，精度要求為±1mm。

ECheck產(chǎn)線視覺檢測

ECheck產(chǎn)線的XXY平臺除了進行XXY角度和平移修正之外，最底部還有一個單獨的軸，可以帶動整個XXY平臺旋轉(zhuǎn)180度，所以此XXY平臺接到前方傳送帶的液晶屏后有兩個姿態(tài)：0度時，相機檢測修正位置后，ARM機械手將其送往對應的三個0度E檢臺；180度時，相機檢測修正位置后，ARM機械手將其送往對應的三個180度E檢臺；因為兩個姿態(tài)XXY平臺各軸的方向都發(fā)生了變化，所以需要分成兩種情況進行校準和標定，增加了程序復雜程度，這點是與后續(xù)的Packing產(chǎn)線不同之處。

為了將兩種姿態(tài)的液晶屏準確對正到相應的E檢臺，模型訓練時采用了比較特殊的方法。以0度姿態(tài)為例說明，180度姿態(tài)類似。

1.先將所有0度E檢臺移到接料位，然后在第一個0度E檢臺上放一塊標準的液晶屏，將其四個邊角與E檢臺的固定框架對齊，分別與固定框架的邊沿相距大約1~2mm。

2.ARM機械手移到第一個0度E檢臺上，對好正確的抓取位置，然后將液晶屏吸起。此時PLC需要記下ARM機械手的放料位置及第一個0度E檢臺的接料位置。

3.ARM機械手將液晶屏從第一個0度E檢臺上方移動到第二個0度E檢臺上方，緩緩一點點降，此時微調(diào)ARM機械手和第二個0度E檢臺的位置，將液晶屏與第二個0度E檢臺的固定框架對齊，間距同樣是1~2mm。然后PLC記錄此時ARM機械手的放料位置和第二個0度E檢臺的接料位置。

4.同樣方法，將液晶屏與第三個0度E檢臺對齊。

5.然后ARM機械手吸著液晶屏移到XXY平臺的上方，待XXY平臺回到0度初始位置再移到接料位置后，ARM機械手將液晶屏放在XXY平臺上然后移開。此時相機進行拍照取像，進行模型訓練。

6.模型訓練后，為了驗證機械上是否已經(jīng)準確對位。先不調(diào)整XXY平臺，讓ARM機械手直接將XXY平臺上的液晶屏取走，依次放在三個0度E檢臺上。如果能夠準確放入說明機械對位準確。

7.ARM機械手將液晶屏放回XXY平臺，手動旋轉(zhuǎn)和平移液晶屏，使其偏離正確位置。此時讓相機拍照檢測，根據(jù)其檢測到的與模型的角度和平移偏差計算出XXY平臺的修正量發(fā)送給PLC，驅(qū)動XXY平臺進行調(diào)整。調(diào)整完成后ARM機械手抓取液晶屏放到其中一個0度E檢臺上。

過多次測試，ARM機械手都能準確將液晶屏放到三個0度E檢臺上。

Packing產(chǎn)線視覺檢測

Packing產(chǎn)線與ECheck產(chǎn)線略有不同，雖然有四個XXY平臺，但是每個XXY平臺都只有一個姿態(tài)，不用區(qū)分0度和180度。不過對正原理類似，卻略顯復雜。

1.將Catcher平臺上的液晶屏取到已裝好擋塊的Box里，將Box放到入箱口，驅(qū)動滾筒把Box送到Packing1工位處，并夾緊Box。

2.確認液晶屏在Box里的位置，讓液晶屏四個邊角與Box四個角的檔塊內(nèi)邊沿間隙基本相同（1~2mm）。

3.此時調(diào)整Packing1工位Camera3,4的曝光以得到較好的Model圖像。

4.得到Model圖像后，開始訓練Packing1的模型，并手動測試一次和二次拍照，確認一下輸出數(shù)據(jù)是否合理。

5.用吸盤把Packing1工位Box里的液晶屏吸起來，注意要保證在吸起來的過程中液晶屏不會蹭到Box導致其位置發(fā)生變化，同時也可再次確認液晶屏與Box的間隙是否合適。

借助VisionPro視覺軟件，用戶可以訪問功能較強的圖案匹配、斑點、卡尺、線位置、圖像過濾、OCR和OCV視覺工具庫，以及一維條碼和二維碼讀取，以執(zhí)行各種功能，如檢測、識別和測量。VisionPro軟件可與廣泛的.NET類庫和用戶控件完全集成。

待液晶屏被移走后，可再次手動測試一次和二次拍照，再確認一下輸出數(shù)據(jù)是否沒有大的變化。

1.將液晶從Packing1工位的Box里完全吸起來，移動ARM機械手到分別與Packing2、Packing3工位的Box進行對正。然后分別拍照取Model圖像進行模型訓練。

2.將液晶屏移動到Catcher平臺處先不要下放，待Catcher平臺回到初始位置時再放下。此時相機拍照取Model圖像進行模型訓練。

3.至此，三個Packing工位和Catcher工位的模型訓練完成。

正常工作時，三個Packing工位的包裝箱分別根據(jù)視覺檢測的數(shù)據(jù)調(diào)整好位置，液晶屏在Catcher工位的XXY平臺上根據(jù)視覺檢測的數(shù)據(jù)調(diào)整好位置，由ARM機械手抓起直接放到三個包裝箱中。

經(jīng)過大量流片測試，ARM機械手都能夠?qū)⒁壕翜蚀_放入包裝箱中。

小結(jié)

借助康耐視VisionPro強大的視覺處理功能和優(yōu)越而通俗易用的界面表達形式，欣奕華科技成功實現(xiàn)了技改，并首次深深領會到了先進視覺技術對提升制造效率的強大威力。

“康耐視VisionPro視覺軟件的PatMax定位功能真的很強大，特征不是很好的時候都能查找得非常準確?！毙擂热A科技的項目負責人郭經(jīng)理最后評價說，“而且軟件界面簡潔友好，操作方便，增加閾值判斷功能后，工人就不用目不轉(zhuǎn)睛地盯著檢測了，既減少人工，又提高工作效率?！?/p>