1. 轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機現(xiàn)狀

玻璃轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機，也稱為光學(xué)影像篩選機、四面檢測機和六面檢測機，是針對各種各樣的散件的尺寸、外觀等缺陷而研發(fā)的檢測機。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)和運輸環(huán)境中的不可控因素，很容易產(chǎn)生劃痕、壓傷、擦掛等缺陷。而其中的缺陷大部分都極其微小，甚至是肉眼難以識別，這些缺陷所造成的壞品率極大的制約了工業(yè)界的發(fā)展。在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的過程中，產(chǎn)品質(zhì)量要銷往歐美等發(fā)達(dá)國家，讓產(chǎn)品更具競爭力，必然要求不良品不能最終出現(xiàn)在成品中。一方面，如果能提前發(fā)現(xiàn)不良的部件，提前排除，那就能打造成本優(yōu)勢，另一方面，人工檢測一般在強燈光或者顯微鏡的工作環(huán)境中，人容易疲勞，容易誤判，對經(jīng)驗要求高，現(xiàn)在大部分工廠并不容易找到檢測工人，各種因素驅(qū)動之下，全自動智能化的外觀檢測，催生了龐大市場需求。然而，很多工廠都還是剛從人工轉(zhuǎn)視覺，市場潛力無限。

視覺篩選機針對散件，廣泛應(yīng)用于有攝像頭零部件、鋰電池零部件、磁性材料、電子陶瓷、橡膠制品、連接器、電子元器件、精密五金件等。散件主要采用振動盤等上料機全自動給輸送物料，通過轉(zhuǎn)盤拍照的方式自動做外觀檢測。

中國大陸以外而言，轉(zhuǎn)盤式篩選機主要在臺灣和韓國，其他經(jīng)濟(jì)體幾乎沒有，其中臺灣的擎邦、精湛兩家，因為早些年電子產(chǎn)業(yè)在臺灣盛行，入行早，他們出貨稍多，但是隨著中國大陸制造業(yè)崛起，其市場份額基本被大陸廠家大量蠶食瓜分。光學(xué)篩選機，主要還是看中國大陸，也集中于中國大陸。

2. 轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機的主要構(gòu)型

圖1  轉(zhuǎn)盤式篩選機核心構(gòu)型

玻璃轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機，通過振動盤將各類散件輸送到高透明玻璃轉(zhuǎn)臺，然后通過入口檢測記錄轉(zhuǎn)臺感應(yīng)的工件物料，通過伺服系統(tǒng)示教的CCD相機的位置，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到相機位置時，控制器或PLC觸發(fā)相機拍照，然后運算。在出料前，必須運算完成，如果還沒運算完成，則判斷為待定物料，重檢。

其上料部分，根據(jù)物料的類型，可以分為如下幾種：1）螺紋手工振動盤+流水線輸送，2）螺紋手工振動盤+直振，3）CNC數(shù)控精密振動盤，4）電梯式輸送+流水線等。其中CNC數(shù)控精密盤，針對的更小的物料和精密物料，價格比較貴，此種振動盤一般會內(nèi)置在篩選機的主機內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，一般用于電子元器件的篩選。其他的手工盤的，則采用“主機+上料”分體的方式，針對的工件產(chǎn)品大小各異，對于不同的規(guī)格物料，可以更換振動盤的盤面進(jìn)行機種切換。

圖2 螺紋手工振動盤+直振

圖3 精密數(shù)控振動盤+直振

圖4電梯式輸送+流水線  

圖5 振動盤+流水線進(jìn)盤

相機支架部分，根據(jù)其類型，可以分為如下幾種：1）棱鏡拍攝側(cè)面，2）4個相機占同工位拍攝側(cè)面。支架部分，結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，價格透明，如圖6所示。

圖6 相機托架

3. 轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機的控制系統(tǒng)

篩選機的結(jié)構(gòu)部分已經(jīng)是透明，并逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化，整機核心點集中于軟件系統(tǒng)和光學(xué)的實現(xiàn)。對于篩選機的整個控制系統(tǒng)，主要分為2種，1）基于PLC的控制系統(tǒng)，2）基于控制器的控制系統(tǒng)，如圖7和圖8所示。

圖7 基于PLC控制的篩選機控制系統(tǒng)架構(gòu)

圖8基于運動控制器控制的篩選機控制系統(tǒng)架構(gòu)

可以明顯看出，基于運動控制器的系統(tǒng)，其控制組成是更合理，更緊湊的，他少了觸摸屏，少了與PLC交互的過程，直接全部集成化。并且運動控制卡的控制周期很短，可以高速響應(yīng)，在轉(zhuǎn)盤較快運動的時候，也能準(zhǔn)確拍攝到物料姿態(tài),最高速度可以達(dá)到6000pcs/min，這是PLC系統(tǒng)達(dá)不到的。例如，東莞市精馳技術(shù)有限公司推出的HPHS-W804,HPHS-W806,HPHS-W808等四面、六面、八面通用篩選機，就是基于運動控制器而特定開發(fā)的，產(chǎn)品內(nèi)置了獨特的控制技術(shù)，可以100%保證排序吹出、拍照、工件入口感應(yīng)的唯一映射的關(guān)系。

圖9HPHS-W804                         圖10HPHS-W806                              圖11HPHS-W808

4. 轉(zhuǎn)盤式視覺篩選機的圖像識別系統(tǒng)

圖像識別系統(tǒng)，是視覺篩選機的核心技術(shù)。視覺篩選機是一個進(jìn)入門檻很低，要走向高端通用卻很難的一個產(chǎn)品，篩選機涉及的目標(biāo)包括橡膠類（油封、密封圈、平墊圈、耳塞套等）、五金類（電池蓋帽、電池連接件、手機鏡頭圈、螺絲、螺母、其他精密五金等）、連接器類（探針、插針、pogopin、pin針、銅柱、公針、母針等），電子元器件（電阻、電感、電容等）、磁材類（磁片、磁瓦、磁環(huán)、磁芯等），精密人造珠寶點鉆類；攝像頭模組零部件(VCM鐵殼、VCM線圈、托架、Holder、鏡筒、鏡片等)、復(fù)雜磁材零部件、精密五金零部件等。各種各樣行業(yè)的細(xì)分散件都可以篩選，由于面向的細(xì)分市場太多，稍微制作一個簡易的圖像系統(tǒng)，可能也能在某個細(xì)分領(lǐng)域分得一杯羹。但是要在這個領(lǐng)域做大做強做好，必須是一個面向全行業(yè)散件的通用完整圖像識別系統(tǒng)，只有如此，篩選機廠家才能迅速在各個細(xì)分找到自己的客戶，并提供真正實用的檢測價值。就行業(yè)現(xiàn)狀而言，做篩選機的廠家五花八門，能完成通用系統(tǒng)，在各行業(yè)適用的廠家卻寥寥無幾。目前很多終端生產(chǎn)工廠買到的篩選機，大部分情況因為圖像軟件能力不足，導(dǎo)致現(xiàn)場開不起來。

圖12 通用篩選機系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

有通用的篩選機系統(tǒng)，才可以針對各個行業(yè)迅速遷移，不需要研發(fā)人員做深度修改，要達(dá)到通用并工具化的境界，整個系統(tǒng)的構(gòu)思和工作量截然不同，只要極少數(shù)公司可以做到如此。東莞市精馳技術(shù)有限公司（東莞市精馳軟件有限公司）所推出的MindWorks.Sorter通用軟件，可以實現(xiàn)以上要求。

圖14 MindWorks.Sorter部分界面

圖15 MindWorks.Sorter部分界面

圖16 MindWorks.Sorter部分界面

5. 深度學(xué)習(xí)在篩選機上的應(yīng)用

上百家篩選機公司，大家各自為戰(zhàn)，解決的是各種各樣的圖像檢測分選需求，筆者在實際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)，深度學(xué)習(xí)可以針對某些難以識別的物料，進(jìn)一步提高智能化識別能力，但是大部分物料不需要深度學(xué)習(xí)?；谏疃葘W(xué)習(xí)的方案，其結(jié)構(gòu)如下

由于深度學(xué)習(xí)配置了GTX2080等顯卡，直接顯著增加了項目成本，同時物料要經(jīng)過采樣，然后標(biāo)記缺陷進(jìn)行訓(xùn)練，增加了操作復(fù)雜度，對于某些傳統(tǒng)實現(xiàn)不穩(wěn)定的場合，可以使用AI深度學(xué)習(xí)。一般情況下，能用傳統(tǒng)技術(shù)解決的，還是采用傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)。深度學(xué)習(xí)只是錦上添花的功能，錦上添花，作為系統(tǒng)實現(xiàn)，先有“錦”才能追逐花。

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