机器视觉:产线旁那双不会揉眼睛的眼睛

上周在长三角的机加工产线蹲到凌晨两点,不是调试五轴机床,是在跟机器视觉的光源死磕。

太烦了。

之前这条线靠三个老师傅轮班挑铝压铸件的飞边,一天站8小时,下午三点之后眼神就飘,漏检率稳在3%上下。之前想着上机器视觉能省点事儿,结果装完的头一周,漏检率比老师傅状态最差的时候还高。

别把它当高级相机

很多人第一次听机器视觉,第一反应就是——哦,就是装个高清相机在产线上,拍个照存下来对吧?

错得离谱。

机器视觉的核心从来不是那台几万块的工业相机,是光。

就拿我们要查的0.1mm厚的压铸件飞边说,那东西和铸件本体都是同一种铝合金,颜色差不了多少,你拿普通的环形白光从上面打下去,拍出来的照片就是一块均匀的银灰色,别说算法,人眼凑到屏幕跟前都分不出来哪有飞边。

我们最后用的是低角度暗场光源,把灯斜着架在离工件平面7度的位置,光线几乎擦着工件表面扫过去。平的铸件表面会把光反射到镜头外面,拍出来是纯黑的;翘起来的飞边会把光线直接反射回镜头,在黑背景上拉出一道细亮的线。

机加工产线机器视觉暗场光源打光现场
机加工产线机器视觉暗场光源打光现场

我当时为了调这7度的角度,把光源的固定支架拧了拆拆了拧,前前后后试了4个小时,虎口被支架的棱角磨出个红印子。等第一次拍出清晰的飞边线条的时候,旁边跟着看的设备小哥直接喊了一声,给我吓一跳。

那些没人提前说的坑

很多企业买现成的视觉方案,总觉得付了钱,工程师上门把设备一装,通电就能用。

真不是。

我们装完的头三天,每天下午九点多漏检率突然往上跳,一开始以为是算法出问题,查了半天才发现——太阳从西边的窗户斜照进来,刚好落在检测工位的工件上。本来暗场拍出来的纯黑背景,被太阳一照直接变成了浅灰色,铸件表面本来的小砂眼、打磨留下的浅印,全被算法误判成飞边。一上午误判了200多件,产线停了半小时,班组长站在旁边脸黑得能滴出墨。

后来我们给工位加了个半米高的遮光罩,把所有漏进来的杂光全挡了,这才稳下来。

还有个更隐蔽的坑,是镜头畸变。之前为了省预算,选了个便宜的国产定焦镜头,拍出来画面边缘的位置,本来直的飞边会被镜头拉成弯的,算法算出来的飞边长度直接差了0.05mm。本来完全合格的件,直接被系统扔到废品筐里,一个铝件成本12块,一天扔几十个,老板过来查账的时候心疼得直嘬牙花子。

铝压铸件飞边机器视觉明暗场成像对比图
铝压铸件飞边机器视觉明暗场成像对比图

说真的,我见过太多老板,一上来就问”你们相机是不是用的德国进口的”,转头就在光源和镜头上抠搜,最后整个系统用不起来,纯纯浪费钱。

它从来不是来抢人饭碗的

之前这条检测线的工位,招的都是20出头的小姑娘,一天盯着铸件看8小时,下班的时候眼睛红得像兔子,干满半年就得换一批,离职率高得离谱。

现在换了机器视觉之后呢?

它先过一遍所有件,把有明显飞边、砂眼的件挑出来,剩下那些因为光照、油污影响,判断模棱两可的件,才推到人工复检的工位。算下来,复检的人一天要处理的件从1200个降到150个,根本不会累,去年到现在,这个工位的人一个都没走。

你说它能完全替代人吗?

扯呢。

上次有个铝屑刚好粘在镜头前面,机器把所有过这个工位的件全判成不合格,停线三分钟,还是旁边的操作工发现不对,拿气枪把铝屑吹走就好了。还有的时候铸件表面沾了点切削液的油印,机器识别不出来,还是得人拿抹布擦一下再重新测。

我们平时调系统,70%的时间都在跟光和杂环境较劲,20%的时间在调镜头的焦距和安装位置,剩下10%才是给算法标几个样本,告诉它啥样的飞边算不合格,啥样的是正常的打磨痕迹。根本不是网上吹的什么”上了AI就能全自动化无人产线”。

上周我们把最后一点漏进来的环境光用黑胶条封了,现在系统跑了三天,漏检率稳在0.2%以内,比老师傅状态最好的时候还稳。

昨天路过那个工位,之前天天喊眼睛疼的小姑娘,正戴着耳机摸鱼刷手机,看见我过来,笑着举了举手里的保温杯。

挺好。

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