視覺識別APP
一、企業(yè)簡介
沈陽機床（上海）智能系統(tǒng)研發(fā)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(yè)的運動控制技術及云制造技術的產品研發(fā)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(yè)務領域內自主研發(fā)了一系列的產品，包括i5系列智能數(shù)控系統(tǒng)、HSHA系列伺服驅動器及WIS車間信息系統(tǒng)等產品。
沈機智能在完成i5運動控制核心技術的研發(fā)與i5數(shù)控系統(tǒng)的產業(yè)化之后，進一步提出社會化的開發(fā)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(shù)控行業(yè)產業(yè)鏈上下游的參與方（包括大中小型制造企業(yè)、裝備供應商、個體開發(fā)者、創(chuàng)客等）開放，為數(shù)控技術在各個垂直領域的應用與推廣打造通用的工業(yè)APP開發(fā)、應用與分享的平臺。該平臺于2017年11月向全世界發(fā)布，即被業(yè)界所熟知i5OS工業(yè)操作系統(tǒng)（簡稱為“i5OS”）。
二、工業(yè)APP簡介
（一）、問題定位
視覺識別App在產業(yè)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(xiàn)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(chuàng)新點
實現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)與CNC的完美同步，保障系統(tǒng)穩(wěn)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(yè)級防護，外觀簡潔，穩(wěn)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(tǒng)中，可方便地將定位和測量參數(shù)反饋給CNC用于規(guī)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(xiàn)加工和定位的邏輯順序和數(shù)據(jù)交互。以下是簡介：
1、相機設置，用于設計設置相機相關參數(shù)
圖1 相機參數(shù)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(shù)
圖3 工件設置界面
4、圖像設置，用于設置圖像的相關參數(shù)，使特征更加易于識別，系統(tǒng)也提供了一些推薦的參數(shù)，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(shù)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(shù)進行定位測試是為了方便定位參數(shù)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(yōu)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(yè)APP架構
圖6 系統(tǒng)處理流程圖
系統(tǒng)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(yè)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(shù)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(yè)化情況
視覺識別APP主要應用于如下行業(yè)和客戶：
1、3C行業(yè)，核心客戶：沈機（東莞）智能裝備有限公司；
2、剎車盤行業(yè)，核心客戶：沈陽優(yōu)尼斯智能裝備有限公司。
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