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基于机器视觉的计量级接插件端子检测数字化系统解决方案

注册地所在区市:市南区

申报单位简介

1995年成立,专精特新企业、高新企业。主要从事工业自动化、工业物联、机器视觉、工业机器人、伺服运动控制等工控技术的应用开发与系统集成,是业界知名工控公司。在包装、纺织、橡胶、数控、汽车、家电、医药、3C等行业的应用开发中赢得极高的能力认可。 公司专注工控前沿技术,拥有30多项自主知识产权。自建工控实验室2017年获市级“制造物联工程技术研究中心”认定,被日本欧姆龙授权为工业视觉培训中心。

解决方案简介

本方案设计与研究了一种基于3组机器视觉(镜头)组建的一种接插件端子尺寸以及位置度的高精度视觉检测系统。该机器视觉系统统筹运用Canny边缘检测技术、冒泡排序算法、GRR数据分析、多线程控制、以太网数据交互等技术手段,实现工厂生产线接插件端子尺寸以及位置度的高精度在线实时检测,解决了以前只能实验室批次抽检的问题,可满足工厂多型号端子在线计量级检测的柔性化需求,以及数据可实时交互、可追溯等信息化要求。

解决方案描述

本解决方案的技术设计是基于日本欧姆龙视觉相机、视觉控制器等硬件设备进行的开发, 本系统包含视觉相机、镜头、光源系统、显示器、视觉控制器、PLC伺服控制等,利用三个相机从不同方向打光组态, 实现对端子进行不同位置度与尺寸测量的检测。 本系统的光源系统是使用LED蓝色低角度环光进行打光, 蓝色光波长短, 适合高精度测量, 而低角度光源适合物体边缘检测。软件与数据处理方面, 通过视觉系统的宏操作功能,把边缘检测Canny算法与冒泡排序数据处理相结合, 很好地剔除了干扰数据的影响,稳定地实现了端子插针半径的精确计算; 同时把不合格产品的检测项数据逐一存档, 方便N G产品的数据趋势追溯分析; 对N G 产品进行报警显示的同时, 同步通过E I P 网络上传PLC,PLC伺服控制系统把NG产品予以剔除。 为保证由三视觉镜头组成的在线检测系统总体检测精度控制在≤±0.025mm,检测速度≤±0.75ms,同时所有测量数据与图片必须可实时保存与上传等较严格的工艺要求,在充分进行硬软件环境分析后,确认视觉测量与数据处理上依据Canny算法与冒泡排序数据处理相结合的模式,即Canny边缘检测是从不同视觉对象中提取有用的结构信息并大大减少要处理的数据量的一种技术,边缘检测的一般标准包括:(1)以低的错误率检测边缘,尽可能准确的捕获图像中尽可能多的边缘。( 2 ) 检测到的边缘应精确定位在真实边缘的中心。(3)图像中给定的边缘应只被标记一次, 图像的噪声不应产生假的边缘。 同时,启用多线程控制功能,把三个相机的读取信息进行分配同时处理,对于来自不同相机的输入, 各条线路可分别进行场景组数据和场景数据的设定、交换与处理。经过多线程与多线程数据交换设计,视觉检测系统整体的运行节拍提高到0.55S。 为验证本方案所提出的机器视觉方案的可行性,以及相关算法、数据处理模式、时间节拍的有效性,经过多组(100次/10产品/组)数据试验验证,最终验证本机器视觉系统在计量检测精度上与标准器的精度误差控制比小于±0.025mm,完全满足进行生产线在线质检的计量精度要求。 本方案最大的应用前景就是解决了以前上线物料只能在实验室做批次抽检的难题,实现了所有物料可在高速运行的生产线上实现全部在线计量级精度的检测,疏通了智能工厂全流程数据化质量管理的堵点,并且可方便地适应柔性化、车间生产线数字化升级改造等要求。

解决方案应用成功案例简介

本视觉检测系统现应用在为歌尔声学做3C接插件OEM的青岛XX电子生产线上。经大量GRR数据测试验证,本系统检测精度控制在±0.023mm以内(工艺要求≤±0.025mm),检测速度小于0.55ms(工艺要求≤±0.75ms),所有测量数据与图片可实时保存与上传, 方便数据追溯与分析, 真正实现了电子接插件计量级别在线质量检测,系统的可柔性化适应于不同电子接插件的检测, 具有很好的行业推广价值。

解决方案或其应用案例获奖情况

本解决方案除了申请的发明专利已于2021-1-5进入公示期,同时相关技术论文《基于机器视觉的计量级插线件端子检测系统》,日前已发表在省级学术期刊《数字技术与应用》2021年3月(第39卷)”设计开发“栏目。