太强了!机器视觉相机解决硬币制造难题!

2020/11/20 23:40
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尽管目前数字化支付手段已非常普及,但对于杂货店、书报亭、售票机和停车记时器等而言,硬币仍然是一种可靠的备用支付方式。数十亿的硬币正在市场上流通,每个硬币均需完全相同。每一种硬币必须呈现一模一样的头部和尾部设计,且直径、边缘形状以及重量均完全相同。因此,主要货币的每家造币厂均为工业大宗生产者,必须利用高精度工艺进行操作。


硬币制造精度需求高

硬币在铸造的过程中,每一枚硬币的直径按千分之一英寸计,重量则按千分之一克计,并且头部和尾部设计需要以相同角度对齐。在铸造工序中,这些图片通过压力高达100吨的模具压印到硬币毛坯上,这些模具为“主模”的精确副本。由于铸造工序对精度具有极高的要求且模具磨损严重,因此需要经常更换模具。对于大型造币厂,每年约需进行 50,000 次更换。因此,使制造工艺自动化并确保在冲压机中正确插入模具,是实现硬币生产效率最大化的关键。

为确保冲压机中头部和尾部模具之间的旋转角度正确,研磨机将各圆柱形模具的一小部分以相对于硬币设计方向的特定角度键入。如此一来,模具便能够以正确角度装入冲压机。我们面临的挑战在于准确识别模具上硬币设计的实际角度并提供正确反馈,因此模具在研磨机中以直角放置,以便实现精确键入。


除了识别模具上设计角度所面临的算法挑战外,对准系统还需要承受CNC钢制研磨机恶劣、潮湿而肮脏的环境条件。全天候无故障运行、最少维护措施的可靠性也是十分必要的。


对准系统解决误差问题

Artemis Vision针对造币厂开发了一款对准系统,该系统能够在恶劣且具有挑战性的环境条件下提供所需的精度,并且能够全天候运行。对准系统可加快生产速度,提高硬币的质量并达到最适产量。研磨机只允许存在较小的误差范围,因此冲压时模具必须放置正确,以确保最终制出的硬币无任何缺陷。造币厂可能会遇到产率低、停机时间长的问题,这样会因模具未正确对准而带来不必要的成本。缺陷可能难以进行手动检测,操作人员也不能期望每次都能找到最小的对准偏差。通过高效、可靠地识别并纠正对准误差,对准系统能够帮助纠正这些问题,因而相比肉眼精准得多。


Artemis对准系统设计人员采用坚固的外壳打造了一款紧凑型机器视觉系统,其中包括一款采用2.3MP分辨率和GigE Vision接口的FLIR Grasshopper3相机。他们选择了一款Tamron 定焦C座镜头,配备一个伸长环、一台PC以及用于照亮轴到模具区域的散射光。

FLIR Grasshopper3相机


该相机采用Sony Pregius IMX174,具有高动态范围,能够有效应对闪亮的模具表面。对准系统采用 FLIR的FlyCapture SDK来捕获经计算机预处理后的连续视频流。然后使用Microscan的 Visionscape软件,角度的识别精度不到1/10度。之后,将结果反馈给研磨机,从而将硬币模具旋转至精确角度。角度探测系统基本型号的尺寸仅为5“x 12“,专用于全天候运行。除千兆以太网之外,系统还采用RS-232、USB、RS-485 和数字 I/O 作为接口。


“选择FLIR是经过深思熟虑”

Artemis Vision总裁Tom Brennan出于若干合理原因选择了FLIR Grasshopper3 GigE Vision相机,他解释说:“我们凭借FLIR产品来打造此系统,因为在这个领域里,多年来我们很少遭遇失败。角度探测系统被嵌入到CNC机器中,使得访问和支持变得十分困难,所以我们希望能够依靠硬件。在FLIR提供的各种GigE Vision相机型号中,采用了2.3MP和CMOS全局快门技术的Sony Pregius IMX174传感器拥有高动态范围,这对于图像质量十分重要,因而能够准确识别所需角度。得益于GigE相机接口,可轻松桥接CNC机器(内置角度探测系统)与计算机之间较长的距离。”

在许多锻压、弯曲、切割及其他工业应用中,机械工具的精确对准以及加工材料十分关键。凭借其各类控制接口、紧凑而坚固的外壳以及造币厂高度模块化的系统设计,此解决方案可灵活适用于各种镜头以满足更大零件的需求。

关于Artemis Vision 

Artemis Vision是一家机器视觉解决方案供应商,利用行业领先的硬件和软件工程技术来优化工艺流程。他们的方法可充分利用装备齐全的测试实验室、内部制作能力以及软件开发团队进行原型制作、设计、集成并交付成熟解决方案。这种独特的组合使得 Artemis Vision能够以无可匹敌的性价比按时实现交付。

每一枚硬币都是经过

严格精准的制作出来

每个硬币几乎完全相同

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FLIR机器视觉


FLIR机器视觉部门生产和销售250多个型号的可见光相机,分辨率从0.3万像素到31万像素不等。摄像机有多种形式,包括板级和封闭的用户界面选项,如USB3、GigE和10GigE。FLIR机器视觉部门设计、制造并向全球客户分发其相机和相关软件,以建立提高各种流程和产品的效率、质量、分析和安全的系统。

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微信号:FLIR-China

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