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機器視覺技術在玻璃纖維行業生產線上的應用
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主講人│景軍鋒 博士

 

機器視覺系統是通過機器視覺產品將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統,得到被攝目標的形態信息,根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

“機器視覺”的特性,決定了在一些不適合于人工作業的危險工作環境,或人工視覺難以滿足要求的場合,可以用“機器視覺”來替代人工視覺;同時在批量工業生產過程中,用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高,用“機器視覺”檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。正是由于“機器視覺”系統可以快速獲取大量信息,而且易于自動處理,也易于同設計信息以及加工控制信息集成,因此,在現代自動化生產過程中,人們將“機器視覺”系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質量控制等領域。“機器視覺”技術是我們國家實現智能制造的核心技術之一。

隨著全球經濟的發展,低成本的時代一去不復返了。工業的迅速轉型升級,推動中國制造業結構調整。工業發展逐漸離不開智能制造,智能制造離不開機器視覺。如果說工業機器人是人類手的延伸、交通工具是人類腿的延伸,那么機器視覺就相當于人類視覺在機器上的延伸,是實現工業自動化和智能化的必要手段。機器視覺具有高度自動化、高效率、高精度和適應性強等優點,為我國工業自動化打開“新視界”。

玻璃纖維生產過程中織物疵點檢目的在于對織造過程和織物后整理過程中能及時發現已存在的疵點,完成對其瑕疵點的分類。對于某些瑕疵,可以在后期整理過程中由人工進行修補,對于不能修補的瑕疵,可以根據其形狀、大小信息,對玻纖布匹的質量等級進行評價。

眾所周知玻璃纖維織物質量控制是玻纖生產商面臨的最重要問題。如何控制織物表面缺陷?如何控制人工檢測不要漏檢?如何減員增效,降低成本?如何保證缺陷不混入下道工序?如何能保證外觀質量能夠長期穩定?如何能對客戶投訴追溯呢?如何能對織物做出客觀評價?如何應對投訴提供客觀的記錄文件?等一系列問題深深困擾生產商家。針對玻纖織物生產線,采用“機器視覺”技術,能夠持續不斷地實時檢測,是解決上述所有問題的最佳方案。 通常一個典型的工業“機器視覺”系統包括:光源、鏡頭、相機、圖像處理單元、圖像處理軟件、監視器、通訊 / 輸入輸出單元等。[如下圖]

檢測方案的基本原理圖

通過固定在織物表面上方的多臺工業高速攝像機和專用光源,不斷對移動的織物表面進行高速掃面拍照,獲取圖像,經過專用高速電纜傳送實時圖像到高性能工業級的高速計算機,采用定制的軟件算法進行圖像的實時處理和分析,就可以實時檢測到缺陷并進行報警,控制和記錄缺陷發生時的現場環境。

由西安獲德自主研發的一系列成熟的產品設備和軟件,從玻璃纖維合股在線監管、織機在線檢測、成品電子布檢驗等方面出發,系統化的解決了玻纖生產商面臨的質量檢測的全部問題。專業檢測系統設備采用圖像處理、模式識別以及機器視覺技術,解決玻璃纖維行業產品的缺陷檢測問題。如絡紗機斷紗及留重檢測裝置、高速智能驗布系統、織機在線驗布系統、玻纖經編機異物在線檢測裝置、玻纖短切氈表面缺陷檢測系統、玻纖方格布缺陷在線檢測裝置、玻纖縫邊氈外質量檢測系統等在玻璃纖維缺陷檢測上的實際應用,可以滿足寬幅面、高速度、高精度的檢測要求,能夠實現檢測標準的統一,使得質檢工作的效率大幅提高。從而保證產品的質量,提高產品的競爭力。

結合相關產品詳細介紹機器視覺技術在玻璃纖維行業生產線上的具體應用。

1.絡紗機斷紗及留重檢測系統 [專利號:ZL 2015 2 1132608.6]

在玻璃纖維粗紗生產過程中,往往需要幾股紗合成一股,所以需要在運行時檢測是否有斷紗現象;另外為了保證質量,經常需要去掉原紗的最里面一層和最外面一層,因為這兩層都很可能污染了。目前國內很多廠家往往只有斷紗檢測裝置,而這些裝置大都基于光電檢測的原理,在紗廠的環境下往往使用壽命很短,維護費用很高。針對上述的問題,西安獲德研發出了新一代絡紗機斷紗及留重監測系統,不但能檢測斷紗,還能檢測留皮;產品穩定可靠,壽命長,可以長期安全使用。系統化的完成生產現場的數據統計、分析、查詢等任務,為管理者提供最具有價值的生產資料。

2.織機在線驗布系統[專利號:ZL 2015 2 1132571.7]

本設備安裝在織機織口部位,對織物進行連續不間斷圖像檢測,及時發現各種疵點,對嚴重的織疵,停機告警并由人工處理,對可忍受的紗疵做統計和記錄,以作為等級評定的原始數據。設備疵點檢出率95%,分類正確率大于85%以上,這樣可最大程度的減少疵點對最終織物的影響。甚至可以做到織出的布就是合格品,不用再驗布和修布,可以在上位機打印或拷貝本卷布的數據文件,直接出廠,減少流程,降低成本。

3.高速智能驗布系統[專利號:ZL 2015 2 1133550.7]

本套系統裝置具有完全自主知識產權的織物表面檢測系統,主要用來檢測織物表面各種紗疵和織疵。該系統采用最新國外進口的高速線陣相機,國外進口的高性能工控機以及進口的冷光光源,系統設計精巧,界面操作簡便。能夠快速對產品質量有一個客觀的評價。并且提供相機測試、大圖像保存、直方圖統計、相機曲線顯示、相機溫度檢測、硬盤空間檢測、光源故障自動檢測、程序運行故障自動記錄、鏡頭自動清潔等功能。方便安裝調試和日常維護。

4.玻纖經編機異物在線檢測裝置[專利號:ZL 2016 2 0669922.6]

此裝置采用高性能、高可靠、全密封、自然散熱的工業計算機;采用進口高性能相機,采取避免現場灰塵、毛絲影響的特殊保護設計,確保獲取穩定可靠的圖像,運用我們專門設計的,擁有完全知識產權的自學習能力的高性能算法,實時在線對采集到的圖像進行分析處理,做到一旦發現缺陷及時停車,報警,以便人工干預和處理。系統采用工業觸摸顯示器,方便操作和觀察。相當于一個機器人,一刻不停的始終在監視織物表面,不知疲倦,沒有抱怨,穩定工作。從而減少用戶投訴,樹立企業形象,增強企業競爭力。

5.玻纖短切氈表面缺陷檢測系統[專利號:ZL 2016 2 0668830.6]

短切氈表面缺陷檢測系統具有快速獲取大量信息,易于自動處理,方便設計、加工及控制信息集成的特點,且在一些不適合于人工作業的工作環境或人工視覺難以滿足要求的場合,使用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量產品生產過程中,用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高,采用基于機器視覺技術檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。

6.玻纖方格布缺陷在線檢測裝置 [專利號:ZL 2016 2 0667206.4]

本裝置主要檢測疵點包括斷經,斷緯,緯斜,毛團,污漬等。系統要克服織機振動對相機工作的影響方格,粉塵的影響,另外方格布檢測疵點類型多,檢測算法要相對復雜一些。對于織機在線檢測:系統采用人工智能算法、深度自學習功能的神經網絡算法,對于不同品種、克重、幅寬、不同切割線、光源的衰減或更換新的光源,能夠自動調整算法,以最優的性能檢測異物和缺陷。

 

此外,公司另有針對不同織物產品屬性的檢測設備,如玻纖縫邊氈外觀質量檢測、無紡布口罩質量檢測系統、簾子布外觀質量檢測、覆銅板外觀質量檢測、石英晶片外觀質量檢測系統、面料仿真設計系統等系列產品面向廣大生產廠家。

長久以來,西安獲德秉承“品質是硬道理”的理念,以先進的技術提供優質服務,深受廣大用戶的好評。產品專業性領域的研究,打破長期以來國內行業空白,躋身于國際先進水平行列。真正助力“中國制造2025”,為中國智能制造產品質量控制保駕護航!

 

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