视觉系统减少停机时间，提高检测效率60%

加拿大皇家造币厂(RCM)，硬币和货币的生产商，使用先进的自动化设备来计数和包装便士卷。在过去，人们手工检查每卷硬币的数量和每包硬币的完整性。最近，造币厂通过实施机器视觉系统来提高效率，该系统可以检查包装以确保其完好无损，并验证卷的长度是否正确。机器视觉将检测生产力从每班25,000卷提高到40,000卷，减少了停机时间，并消除了困难而麻烦的手动任务。RCM是加拿大政府的商业皇冠公司，在渥太华和温尼伯设有工厂，拥有800多名员工，在产品质量，客户服务和铸造技术方面享有全球声誉。RCM的业务包括加拿大和外国流通硬币，钱币硬币(收藏家)，黄金和其他金条投资产品和精炼。RCM生产加拿大所有的流通硬币，是外国硬币的主要生产商，约占世界市场的三分之一份额。从1976年到2010年，RCM为75个国家制造了硬币。这些硬币是在加拿大皇家造币厂在温尼伯生产的。

彭妮制造业

被称为毛坯的金属圆盘，成为便士，首先通过形成毛坯周长的边缘来实现凸起的边缘。然后将毛坯机械送入压印机。两个硬币模一起在硬币的两面同时击打图案。然后，硬币从印刷机中弹出，通过光学检查过程，然后进入包装机。这台机器会累积50枚硬币，然后在每50枚硬币和新一卷硬币的开始之间插入一个金属球。然后，机器在硬币和钢球周围挤出一个连续的塑料管，在每个钢球上切割管，并将成品卷与钢球分开(这些钢球可以用于更多的钢球)。

在自动装箱过程中可能会出现问题。

• 钢球可能不会被丢弃，在这种情况下，它可能被包裹成一卷硬币，或者可能在传送带上保持松散。
• 如果一个球不见了，那么一个硬币卷可能会有太多的硬币。
• 有时硬币的数量少于规定数量。

在过去，一个操作员负责观察这些卷，并按下一个按钮拒绝任何不合格的卷。人工检查产生了出错的可能性。当一个长卷、短卷或滚珠滑过时，它会堵塞自动装箱机的下线，把卷装进盒子里。清理包装机用了大约五分钟。

机器视觉检测

近年来，视觉系统变得更强大，更便宜，所以造币厂决定重新考虑自动检查硬币。RCM与Eascan自动化公司讨论了潜在的自动化解决方案，Eascan是一家提供机械设计、制造、装配、测试、服务和自动化机器解决方案支持的定制机器制造商。

Eascan的老板菲尔·伯纳丁(Phil Bernardin)说:“我们研究了该应用程序，并很快确定，传统的解决方案无法容纳该应用程序的装箱部分，因此检查操作需要一个特别有创意的解决方案。”

“机器视觉长期以来一直比其他类型的传感器技术更智能，但直到最近，它都是昂贵、笨重且难以配置的。但近年来，随着新一代视觉技术的引入，这些问题几乎都被消除了。视觉技术的成本已经下降到一个点，你可以购买一个功能强大的系统低于1000美元。最新的视觉传感器是独立的，非常紧凑。最重要的是，点击界面与高级视觉工具相结合，即使是第一次使用的用户也可以在几分钟内配置和维护视觉应用程序。

“我们选择康耐视Checker 3G1视觉传感器用于该应用，因为它成本低，体积小，功能广泛，”Bernardin补充说。Checker视觉传感器将照明，光学，相机，处理器和I/O集成在工业IP67外壳中，小到足以容纳最狭窄的空间。Checker技术通过了解零件的外观来检测和检查零件。这种方法克服了零件定位的变化，从而消除了昂贵的夹具的需要。一个直观的GUI使得即使是第一次使用的用户也可以在几分钟内设置一个应用程序。

开发应用程序

贝尔纳丁协助设计了检查和自动装箱机，接收来自上游包装机的包装卷。然后，他将视觉传感器与罗克韦尔自动化公司的Allen-Bradley MicroLogix 1500可编程逻辑控制器(PLC)连接起来，该控制器负责操作包装机。他用一根12芯电缆将视觉传感器连接到PLC。当接近传感器检测到沿传送带移动的物体并触发图像采集时，检查操作就开始了。然后，摄像机向PLC发送“零件通过”和“零件检测”。PLC被编程，因此，如果在检测到物体的100毫秒内没有发现滚动，那么该物体将被气流拒绝。在几乎所有的情况下，不合格品都是轧辊包装过程中使用的钢球。

Bernardin通过将视觉传感器连接到PC上开始编程，在PC上安装编程接口，并定位视觉传感器以捕获一卷硬币的图像。光线通过透明的包装从硬币的顶部反射出来，形成一个明亮的矩形。如果钢球存在，就会产生一个点光源。伯纳丁在卷轴周围创建了一个搜索区域，并选择了一个亮度工具。他使用图案工具来确保传感器每次都能检测到辊子。当发现卷时，视觉传感器激活连接到PLC的静态输出。当图案工具找到一个辊时，在明亮区域的两端应用两个对比工具来定位辊的两端。然后计算这两个对比工具的x坐标之差，以确定辊的长度。这个数字再除以一枚硬币的厚度来决定一卷硬币的数量。

伯纳丁说，3G1上的对比工具能够将一卷硬币的数量确定为+/-2。在这个应用程序中，只需要知道硬币的大致数量，所以他打开了对比工具的公差，以确保检测到硬币之间有间隙的卷，这些卷被拒绝。如果便士的数量低于或高于允许的限制，那么视觉传感器激活连接到PLC的另一个静态输出，以指示卷未通过检查。在这种情况下，PLC拒绝该部件。

伯纳丁测试了该程序，并确定它提供了非常高的精度，在检测不合格和良好的轧辊，以及钢球。然后，他设置了Cognex Checker编程接口，该接口提供了对用于编程应用程序的相同图形编程接口的访问。他训练机器操作员维护程序。运营商现在可以自行对程序进行修改。例如，如果相机移动，他们可以很容易地改变检查区域。Eascan制造的这台机器将50卷卷装进盒式磁带，然后将卷装进盒子里。

伯纳丁总结道:“这种检测系统为自动拳击机提供了优势。”“它几乎消除了过去由于不合格的滚动或滚珠轴承堵塞机器而造成的停机时间。它以每班4万卷的速度检查卷筒，比人工检查员快得多，这使得提高自动化机器的速度成为可能。视觉系统坚固耐用，易于车间人员维护。最后，这是一种更好的检查一卷一卷的便士的方法。”

www.cognex.com

www.eascan.com

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薄荷视觉检测应用一目了然

加拿大皇家造币厂申请要点:

• 将硬币卷装入盒子的自动装箱机因没有进行人工检查而堵塞，需要5分钟才能清理完毕。
• 定制机器制造商Eascan自动化公司指出，一款功能强大的视觉系统，价格在1000美元以下，拥有独立的、紧凑的视觉传感器，带有点击界面和高级视觉工具。这使得首次用户能够在几分钟内配置视觉应用程序。
• PLC编程后，如果在检测到物体的100毫秒内未发现滚动，则该物体将被气流拒绝。
• 机器操作员很容易接受维护和更改程序的培训;如果相机移动，他们可以很容易地改变检查区域。
• 几乎消除了停机时间;每班检查4万卷(原来是2.5万卷)，从而可以提高自动化机器的速度。

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