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機(jī)器視覺作為一種高速、高精度的檢測系統(tǒng)目前已廣泛的應(yīng)用于汽車，制藥，電子與電氣，制造，包裝/食品/飲料，醫(yī)學(xué)等行業(yè)。其特點(diǎn)是自動化、客觀、非接觸和高精度，與一般意義上的圖像處理系統(tǒng)相比，機(jī)器視覺強(qiáng)調(diào)的是精度和速度，以及工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性。它首先采用CCD照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如：面積、長度、數(shù)量、位置等；最后，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果，如：尺寸、角度、偏移量、個數(shù)、合格/不合格、有/無等。我國最新生產(chǎn)的印鈔機(jī)就是視覺系統(tǒng)在印刷行業(yè)的典型應(yīng)用。
圖1 造幣機(jī)示意圖
造幣機(jī)工藝要求極為嚴(yán)格，為保證每一道工序生產(chǎn)的可靠性，必須對生產(chǎn)中的產(chǎn)品進(jìn)行100%檢測。2000年10月新發(fā)行的第五套人民幣中，壹圓硬幣的側(cè)邊加工采用高速滾邊機(jī)，增強(qiáng)了防偽功能。鑒于生產(chǎn)過程的嚴(yán)格控制要求，工程師們選定在造幣的最后一道工序上安裝視覺檢測系統(tǒng)。
圖2 檢測系統(tǒng)示意圖
最后的一道工序即壓印工藝，完全是在線檢測。這對圖像檢測系統(tǒng)提出了更高要求。首先是高速性，既要求CCD相機(jī)是高速的，同時圖像識別系統(tǒng)也要求計算速度和存儲能力很強(qiáng)。當(dāng)硬幣下落時，速度類似自由落體。平均速度10件/秒。那么每件測量的時間必須小于100ms，同時考慮物體運(yùn)動速度均勻，應(yīng)盡量采用高速的系統(tǒng)。松下電工的新視覺產(chǎn)品A210通過試驗監(jiān)測，其觸發(fā)、采集圖像、計算的時間之和在40ms之內(nèi)，完全滿足要求。
另外就是確定相機(jī)拍攝位置。由于硬幣在高速運(yùn)行中，要準(zhǔn)確地拍攝，必須有同步觸發(fā)信號。為此，我們采用了高速反射式光纖傳感器檢測。在照明方面，為了削弱硬幣弧形邊緣的高反光效應(yīng)，得到較好得圖像質(zhì)量，采用的是兩組LED環(huán)形燈加頻閃控制器配合圖像采集。
在多方調(diào)研、實(shí)驗，安裝調(diào)試后，經(jīng)過長達(dá)半年的生產(chǎn)驗證，達(dá)到了100%的不良品檢出率。2000年12月底通過國家造幣印鈔總公司的新產(chǎn)品認(rèn)證。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號