視頻監控工件螺絲是否正確鎖住

自動鎖螺絲機已經被廣泛應用，在無視覺的自動鎖螺絲機上，很多螺絲由于定位不準，

沒有被鎖上。當然，很多人工鎖螺絲的工件上，更加容易出現此類問題。視覺監視螺絲

有無鎖上，成為很多自動化生產線，特別是無人車間必須解決的問題。

最近，筆者所在部門剛剛完成一個實際的螺絲有無上鎖的小CASE，順便整理出來供大家
分享。（注：筆者使用機器視覺大師進行結果重現， 用于實際工程的系統是FVS一體

式可編程機器視覺控制器系統，兩個軟件的機器視覺算法是一致和兼容的。機器視覺大師

是沒有IO通信的，結果無法輸出到執行機構。）

下圖實際檢測的工件圖：

工件總共需要6顆螺絲，鎖住兩個小零件（不知道正確的叫法是什么），螺絲使用內六角

扳手。每一顆螺絲都需要被確認鎖上，如果任何一顆螺絲掉隊，需要系統進行報警，并

通知后續工位進行處理。

整個視覺任務要求很簡單，就是檢測螺絲有無，這種任務如有無，長短，正反，一般當仁不讓

地使用雙態識別算子。是的，就是用雙態識別算子，不過，如果要達到可靠的監視功能，還是

需要一點點小技巧的，下面跟我一起來學習如果使用雙態識別算子實現任意多數量螺絲有無

鎖上的工程需求吧。

為了節省篇幅，筆者對機器視覺大師的一些基本操作不再介紹，直接進入相關的操作環節。

添加雙態識別算子

下面是建立雙態算子進行零件監視的過程。

一、點擊菜單”控件” ->”定位類”->”雙態測量”添加到視場，將算子拖動到零件位置。

二、雙擊該算子，進行參數設置和模板學習。顯示參數設置窗口。

選擇模板區形狀為環形（注意是環形），并且對稱顯示。關閉后，重新調整模板和搜索區大小。如下圖：

為什么使用環形的模板框呢？這里筆者想重點進行說明。

檢測螺絲有無第一種方法可以拍攝和學習測螺絲上緊后的狀態，然后使用排除法，將其它狀態進行

排除，以此判斷螺絲是否鎖緊，如下圖：

，

第二種方法是拍攝和學習無螺絲的狀態，同樣采用排除法進行判斷螺絲有無鎖緊（這種方法是第一種

方法相反的情況），如下圖：

第二種方法的圖像讓人看起來更悅目，但是該方法有個缺陷，就是隨便有個物體擋住螺絲孔的話都

會產生螺絲已經上緊的誤判。

由于螺絲為頭部內六角形狀，如下圖。在螺絲上緊以后角度可能會產生變化，圖像可能產生

旋轉，如果使用第一種方法，將對識別結果產生不利影響。故使用環形模板區，可以直接避

開這種干擾。

（螺絲頭部清晰放大圖）

三、在“學習”頁，點擊”學習模板一”進行學習。

Cai

,

四、在”識別”頁，選擇”平方差”識別方法，最小分數設置為0.9以上。

使用復制的方法，添加其它“雙態識別”算子，調整好位置以后，每個算子重新學習一遍。如下圖：

編寫腳本

點擊菜單”模式”->”編輯腳本”, 彈出”編輯腳本”對話框。選擇測量類型為“質量檢測”。輸入判斷腳本語句。

good

上面的語句解釋如下：

part1 = (sight2.dual1.res == 0 and sight2.dual5.res == 0  and sight2.dual6.res == 0 )

這個語句進行邏輯運算，表示如果視場2零件1上面的螺絲1，5，6號螺絲都上緊的話，

結果為真，否者為假。

語句sight2.dual1.res表示為視場sight2的算子名稱為.dual1的檢測結果。由于我們僅對模板

一進行學習，該默認結果索引值為0（從0開始計）。如果結果為0，表示學習的模板一有檢測

到正確的模板，該區域是正常的。

if  part1 and part2 then

   mvs.good = 1

   mvs.ng = 0

else

    mvs.good = 0

    mvs.ng = 1

end

這個語句可以解釋為如果視場2中零件1上的所有螺絲和零件2上的所有螺絲已經上緊，

那么該次結果是合格的。可以將系統變量good設置為1，ng設置為0，否則表示有螺絲

沒有上緊，將good變量為0，ng設置為1。

質量檢測類任務支持2個系統變量：good和ng，具體如下：

sigh2

相機視場進行演示

檢測運行

點擊菜單”相機”->”測量運行”,進入檢測狀態。放置工件到視場位置，然后點擊”下一個”按鈕完成一次自動測量。

分別任意拆下一個或多個螺絲模擬，總共進行9次模擬，結果記錄如下：

合格字段數據值如果為1，表示當此記錄的產品螺絲全部上緊，否則次品字段的數據將為1,表示有螺絲

沒有上緊或缺失。下圖是單次測試時，每個雙態識別算子的讀數值，可以

看出每個算子的res讀數都為0，該次結果是合格的。