“傳統視覺系統也可以實現一些復雜苛刻的視覺任務。但當你復盤成本，這種亮點多少會帶來一絲苦澀。然而貝加萊的集成機器視覺系統及其使我們能夠實現的功能是我們試點系統的顯著亮點。”Spilker公司銷售經理Mark Possekel。對Possekel來說，該解決方案完全滿足許多Spilker客戶的要求。

對視覺功能的需求在上升

Spilker聚焦在制造定制化的卷材加工設備和沖壓機細分市場。對于Possekel和總經理Heinrik Spilker來說，通過更深入的機器視覺方法擴展公司積累多年的自動化專業知識是顯而易見的一步。在對眾多供應商進行評估后，該公司為其樣機系統選擇了兩款產品。

“檢測系統的優點在于其預先編程的標準功能，包括壓力控制以及將實時圖像與預定義的理想產品圖像進行比較的能力。最重要的是，它也非常易于操作。”Spilker公司程序員兼自動化專家Dirk Starke補充道，“但缺點是，它只會告訴你產品是良品還是次品，并不提供底層的測量值，而這些測量值只能通過間接方式獲得，且成本要高得多。它還缺少與產線控制器直接通信的接口。”

圖1  Spilker公司使用的貝加萊智能傳感器可以實時提供每個標簽的位置值，然后用于控制系統的模切機

傳統視覺系統過于復雜

為了幫助客戶應對日益嚴格的文檔和質量保證要求，Spilker還對傳統機器視覺解決方案的供應商進行了評估。“這些供應商具有在我們的價格范圍內可提供測量值的系統，我們可以將其用作我們加工工位中的設定點，也可以傳遞給我們的客戶用作他們的文檔。”Possekel解釋道，“然而，這些獨立的基于PC的解決方案的問題在于難以將它們集成到機器控制環境中。我們還需要接受強化培訓，并習慣于新的工程環境。尤其是隨著展會臨近，這可能很容易成為問題。”

貝加萊集成視覺解決難題

Spilker的專家在聽說貝加萊正在研究機器視覺解決方案時注意到了這一點。這家機器制造商一直在使用貝加萊無縫集成的自動化產品來內部開發自己的自動化解決方案，而不是依靠外部合作伙伴。這意味著其開發人員已經可以輕松使用Automation Studio工程環境，這也是他們配置相機的環境。

在與本地貝加萊辦事處進行初步討論后，Spilker展示了為展會演示所設想的生產任務以及所需的測量方法，此后進展相當迅速。“貝加萊的視覺專家推薦使用具有集成照明的130萬像素智能傳器，我們遵循了該建議。”Spilker說道。

集成照明和圖像處理

圖像處理完全在相機中執行，僅將對檢測結果的估算留給機器控制器。僅為1ms的成像精度使Spilker可以設計出非常緊密的控制回路來監控和調整沖壓位置 – 從而進一步提高工藝穩定性。16個內置高性能LED的工作曝光時間遠低于100ms。短暫曝光可以最大限度地減少來自外部光源的干擾，縮短圖像處理時間，并且可以拍攝高速移動的物體。智能傳感器配備了多種視覺功能，包括碼類讀取、Blob分析、匹配、OCR和測量。

為了幫助Spilker進一步緩解新相機系統的學習曲線并加快開發，貝加萊為Spilker的團隊提供了額外的支持。在數小時內，他們就根據生產樣品進行了初步設置，并使用視覺系統的集成匹配功能設置了許多必需的測量功能。在試點系統上，這些功能將提供三個位置參數。如果偏差太大，則會相應調整加工工位上的工具。

在試點系統上，50mm×70mm的不干膠標簽在卷對卷過程中進行旋轉打孔，每次兩個，然后在粘貼標簽之前在兩個位置打上額外的孔。卷繞、橫切和旋轉模切等機器組件均安裝在機器后板上。開放的機器布置便于檢修各個組件，全面了解生產過程，并易于安裝智能傳感器。

圖2  借助HTML 5和mapp技術，Spilker能夠為用戶提供在智能手機或平板電腦上進行傳統的HMI操作和基于Web操作

Automation Studio作為集成組件

由于智能傳感器直接集成到控制器的工程環境中并通過OPC UA進行通信，因此沒有任何需要編程的接口。通過將位置、方向和其它數據實時提供給控制器，驅動器能夠對任何偏差做出快速而準確的響應。“我們開發了在控制器中處理智能傳感器中測量值的例程，對控制回路進行了編程，并在機器的HMI應用程序中實現了機器視覺功能的可視化。”Starke說道，“對智能傳感器的使用證實了它是一種高度集成的解決方案，可以無縫集成到貝加萊的工程環境中，并滿足自動化開發人員的需求。”

貝加萊專家和Spilker團隊總共花費了不到四天時間就使試點系統的視覺功能得以啟用和運行。而且，這些功能在他們第一次啟動系統時就能完美執行。

廣泛的機器視覺功能

貝加萊的mapp Vision軟件解決方案包含廣泛的機器視覺功能選擇，并封裝在易于配置的軟件模塊中。無需傳統上必需的編程工作。碼類檢測（識別）：mapp Vision可以處理40多種不同的條碼類型，包括所有最常見的一維碼和二維碼。該功能可以實現自我優化，即使在極其高速的情況下也能獲得可靠的結果；文字識別（OCR）：集成的字符識別功能可以與深度學習算法結合使用。因此，OCR功能非常可靠，即使圖像質量較差也能進行高速讀取；形狀檢測（Blob）：形狀檢測以微像素精度確定形狀的大小及其重心。它還可以提供有關方向和平均灰度值的信息；對象比較（匹配）：匹配功能可以輕松識別對象、其位置和方向。除了基于邊緣的匹配之外，還可以使用基于相關性的匹配；測量（計量）：通過計量，mapp Vision可以提供功能強大且高度精確的測量儀器。直線或圓弧段的邊緣可以以亞像素精度進行測量。