視覺識別APP
一、企業簡介
沈陽機床（上海）智能系統研發設計有限公司（前身沈陽機床上海研究院）致力于面向機床行業的運動控制技術及云制造技術的產品研發和技術儲備。迄今為止，上海分公司已經針對沈陽機床（集團）所涵蓋的業務領域內自主研發了一系列的產品，包括i5系列智能數控系統、HSHA系列伺服驅動器及WIS車間信息系統等產品。
沈機智能在完成i5運動控制核心技術的研發與i5數控系統的產業化之后，進一步提出社會化的開發思路，將i5運動控制核心技術進行模塊化封裝，以平臺形式向數控行業產業鏈上下游的參與方（包括大中小型制造企業、裝備供應商、個體開發者、創客等）開放，為數控技術在各個垂直領域的應用與推廣打造通用的工業APP開發、應用與分享的平臺。該平臺于2017年11月向全世界發布，即被業界所熟知i5OS工業操作系統（簡稱為“i5OS”）。
二、工業APP簡介
（一）、問題定位
視覺識別App在產業鏈的應用層，在i5OS平臺上運行，通過相機將圖像傳給App，App對圖像進行處理，實現高精度的定位和在線測量功能，提供加工效率和質量。提高了加工效率，降低了加工成本，減少了人工干預。
（二）、創新點
實現了機床內部的定位與測量功能，解決了機床外部定位后移動到機床內部精度損失的問題；加工完成后，不需要拆除工件，就可以進行工件尺寸的測量，不合格可以進行再加工，避免了測量后再裝夾的情況，提高了加工效率。
易于操作的人機交互頁面，視覺軟件運行在i5OS系統上，無需外接工控機，不占用車間空間，App的識別結果直接反饋給CNC，并實現與CNC的完美同步，保障系統穩定運行。底層G指令支持，編程方便靈活，定位和測量過程無須人工干預。
針對機床類型，可以定制安裝模塊，安裝方便，并提供不同防護標準的硬件模塊。
工業級防護，外觀簡潔，穩定可靠。
與探頭對比，視覺識別是非接觸式的檢測，能夠快速識別完整特征，特別適合孔等小特征的定位和測量。
（三）、功能介紹
視覺識別App為CNC提供了一個視覺定位和視覺測量的功能，可以對工件表面某一形狀特征進行坐標定位，旋轉角測量和尺寸測量。主要用于工件重復裝夾時，工裝夾具不便保證工件的確定位置或角度的應用場景，可在每次加工前對工件進行一次視覺的對刀測量操作。
視覺識別App以組合的直線、圓弧、圓來描述待定位工件表面形狀特征。形狀特征可以通過在CAD軟件中簡單繪制后導入模型文件(DXF格式)，也可使用預設的形狀，或在視覺識別App中來組合形狀。
視覺識別App包含易于操作的設備標定方法。
視覺識別App的軟件集成于CNC系統中，可方便地將定位和測量參數反饋給CNC用于規劃加工位置和軌跡。可在G代碼中編程調用定位功能，自由實現加工和定位的邏輯順序和數據交互。以下是簡介：
1、相機設置，用于設計設置相機相關參數
圖1 相機參數設置
2、相機標定，用于設置刀具坐標，提供易于操作的界面，建立機床坐標系和圖像坐標系的關系。
圖2 刀具坐標設置
3、工件設置，設置定位或者測量特征的形狀等相關參數
圖3 工件設置界面
4、圖像設置，用于設置圖像的相關參數，使特征更加易于識別，系統也提供了一些推薦的參數，便于快速設置。
圖4 圖像設置界面
5、定位測試，用于驗證標定和圖像等參數設置是否正確，定位測試會顯示是否匹配成功以及匹配效果。
圖5 定位測試界面
6、定位過程，前5個功能在界面中調整參數進行定位測試是為了方便定位參數的選擇和測試，最終運行并與NC代碼交互的視覺定位邏輯是在[定位過程]頁面編寫定位腳本程序。當NC代碼調用定位指令時，視覺識別App會運行[定位過程]頁面寫的腳本，從而方便定位和測量過程更加靈活。
（四）、功能和技術指標優勢
1、良品率：使用視覺識別App良品率在98.8%以上；
2、加工效率：使用視覺識別App，加工效率提高20%；
3、減少人工干預：使用視覺識別App，可構建無人化工廠。
以3C產品為例，識別時間2秒，定位精度0.02mm，重復定位精度0.01mm。
三、技術方案說明
（一）、工業APP架構
圖6 系統處理流程圖
系統處理流程如上圖所示，是圖像處理的核心部分，除此之外，產品主體結構還包括CNC交互部分，用于處理NC代碼的調用，并將結果反饋給CNC，用于工件加工。
（二）、工業APP關鍵技術
圖像處理技術，共享內存，lua腳本語言
四、應用情況描述
（一）、應用場景描述
主要用于工件重復裝夾時，工裝夾具不便保證工件的確定位置或角度的應用場景，可在每次加工前對工件進行一次視覺的定位或者測量。定位操作可以用在夾具不具有高精度保證的情況，或者不能使用探頭進行定位的情況（如特征很小，或者顏色不同）。測量可以進行加工前的測量和加工后的測量，加工前測量用于保障毛坯件具備加工的條件，避免無效的加工，加工后的測量，用于檢測加工結果是否合格，不合格可以修改刀具參數或者更換刀具進行重新加工，避免了拆除后測量不合格重新裝夾的情況。
（二）、商業化情況
視覺識別APP主要應用于如下行業和客戶：
1、3C行業，核心客戶：沈機（東莞）智能裝備有限公司；
2、剎車盤行業，核心客戶：沈陽優尼斯智能裝備有限公司。
AII微信公眾號
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