i5OS视觉系统应用案例

—成都某科技有限公司应用方案

1 视觉系统功能

    i5视觉系统为CNC提供了视觉定位和视觉测量的功能，可以对工件表面某一形状特征进行坐标定位，旋转角测量和尺寸测量。主要用于工件重复装夹时，工装夹具不便保证工件的确定位置或角度的应用场景，可在每次加工前对工件进行一次视觉的测量操作。

1.1 控制结构

图1.1 控制结构简图

1.2 硬件外观

在不改变机床原有结构的基础上，加装方便易用的相机即可。图1.2所示为相机安装示意图，只需安装两个螺丝，然后接线即可。

图1.2 相机安装示意图

    安装相机后，硬件外观如图1.3所示。

图1.3 硬件外观图

1.3 软件界面

    软件高度集成于CNC，无需接入外部工控机。视觉系统主界面如图1.3所示。界面包含相机设置、相机标定、工件设置、图像设置、定位测试以及定位过程等功能。

图1.3 软件界面图

1.4 功能介绍

• 应用于i5OS系统，软件集成于CNC，交互方便且同步；
• 非接触式测量，提高效率同时避免工件接触损坏表面质量；
• 适用于小型特征，例如孔、薄壁件快速识别；
• 定位结果直接返回至系统，数据供编程程序自动调用，灵活应用于工件分中定位；
• 匹配轮廓靠多点同步匹配，抗干扰能力强；

1.5 应用优势

• 省去昂贵的专用卡具，节省成本；
• 减少机床加工辅助时间，提高生产效率；
• 消除手动设定或找正误差，提高精度；
• 降低废品率，提高良品率；
• 提高生产力和批量产品尺寸的灵活性；
• 增强加工的自动化程度，节省人力；

2 应用案例

2.1 应用背景

成都某科技有限公司加工的手机壳USB口出现批量质量事故，工件特征如图2.1所示，红色箭头位置的圆弧不规整，通过投影仪放大后如图2.2所示。

图2.1 工件特征                   图2.2 放大的特征

由于该USB孔较小且带有圆弧特征，通过传统的测头来测量定位慢切误差较大；所以客户想通过某种测量设备完成工件的装夹（图纸要求公差为9.25±0.03，现在加工的尺寸是9.23），完成这一批损坏件的返工。

2.2 解决方案

i5视觉识别系统采用非接触性测量，可操作性高，针对该项产品，能够准确的定位到基准点，找到孔的中心点；通过宏程序自动写入机床并修正工件坐标系，从而设定好加工坐标系进行返工。

针对该项应用具有以下优势：

• 定位速度快，准确率高，单个特征定位在2s以内完成；
• 非接触式测量，不受特征形状的影响；
• 多点匹配，抗干扰能力强；

2.3 应用效果

• 特征的图像轮廓处理之后较为清晰。
• 匹配效果较好，图像轮廓和理论模型轮廓偏差极小。
• 识别准确率高，抗干扰能力强，即使有部分轮廓因毛刺或者损坏导致不清晰、甚至部分轮廓背景演示与轮廓颜色相近，也能准确识别。

图2.3 特征图像处理效果            图2.4 特征图像匹配效果

• 最终加工良品率在98%以上。