膠條拐點高度及平面度檢測

專案簡介

專案背景

隨著汽車廠商對輪胎質量愈來愈嚴格的要求，輪胎製造廠家迫切需要速度快、操作簡單、精度高的測量裝置，可以線上使用，減少停機時間停機時間，可以最大程度地避免錯誤不良品的發生。

相機選型

LMI雷射線掃相機 Gocator2350

檢測要求

測量精度 ≤ 0.03mm
測量重複性 ≤ 0.02mm
測量週期 ≤ 3s

解決方案

Vision-Studio同時可以處理輪廓與點雲，通過點雲圖找到拐點位置從而計算體積，測量高度；提取截面輪廓進行截面積測量。

設計思路

執行效果展示

• 工程結果展示：

  
  

  
  

• HMI結果展示：

  
  

專案流程

一、初始化

1. 選擇Lua脚本语言工具，全域性變數初始化，建立待接收資料的csv檔案。
   

• 初始化全域性變數分別用於迴圈計數，高度平面度結果儲存字串

• 拼接表頭字串，儲存初始化csv檔案

經驗

.. 用於string型別字串拼接

part1 = "Hello, "
part2 = "world!"
result = part1 .. part2
print(result) # 輸出: Hello, world!

,作為分隔符，分割每個資料項

--初始化全局变量
SetIntVariable("pinCount" , 0)
SetIntVariable("pinCount1" , 0)
SetStringVariable("HeightSave" , "")
SetStringVariable("PlaneSave" , "")

--生成用于拼接的字符串
write = ""

--如果该文件不存在，生成该文件
if FileExists("./Height.csv") == false then  
    --生成表头
    write = write .. "Time,"  
    for i = 1,30,1 do    
        write = write .. "h" .. i
        write = write .. ","
    end
    write = write .. "OK/NG" .. "\n"   
end

--将时间拼接入表头中
write = write .. os.date("%Y_%m_%d %H:%M;%S") .. ","  
--将表头写入文件中
WriteToFile("./Height.csv",write)

--生成用于拼接的字符串
write = ""

--如果该文件不存在，生成该文件
if FileExists("./Plane.csv") == false then  
    --生成表头
    write = write .. "Time," 
    for i = 1,30,1 do    
        write = write .. "Plane" .. i
        write = write .. ","
    end
    write = write .. "OK/NG" .. "\n"   
end
--将时间拼接入表头中
write = write .. os.date("%Y_%m_%d %H:%M;%S") .. ","   
--将表头写入文件中
WriteToFile("./Plane.csv",write)

2. 選擇加载点云工具，獲取點雲。

二、預處理

位置調整

選擇3D方形探针工具和3D位置调整工具，通過選取底面上邊座標進行x,y方向位置的調整。

擬合平面

1. 選擇3D区域工具，選取底面19塊不同的區域進行擬合平面。
   

2. 選擇3D平面工具，繫結上一步的運算元輸出變數作為基準區域來擬合平面，並將擬合出來的平面作為零平面。
   

影像預處理

選擇3D裁切工具，將IM1影像複製到IM2上用於平面度測量。

提示

使用並行呼叫子程式時，每個子程式需要在不同的IM執行。

三、平面度高度測量

高度測量

1. 選擇切换配方工具，將配方切換至Height。
   

2. 選擇标记工具，設定迴圈起點。

3. 選擇lua脚本语言工具，從配方檔案獲取當前待測點的座標並計算待測區域範圍設定box到指令碼輸出。

--根据当前循环数读取配方中指定序号的数据
Result = GetRecipeSet(count)

--将配方中的数据赋值给x,y,z
x = Result.PinPositionX
y = Result.PinPositionY
z = Result.PinHight

--计算得出待测区域范围
sx = x-0.5 
sy = y-0.5
sz = z-0.5

ex = x+0.5 
ey = y+0.5
ez = z+0.5

--将待测区域设置为box到脚本输出
SetBox("box",sx,sy,sz,ex,ey,ez)

--将待测区域的Box显示在IM1上
DrawBox(1,"green",sx,sy,sz,ex,ey,ez)

4. 選擇3D高度工具，繫結上一步lua脚本语言工具輸出的box作為輸入區域測量高度。
   

5. 選擇lua脚本语言工具，儲存測量內容，判斷迴圈是否結束並設定增加迴圈次數。

• 綁定當前迴圈計數值，3D高度工具高度測量值，用於拼接儲存高度值的字串，用於儲存高度值的float陣列

• 拼接高度值到字串，儲存字串到全域性變數（用於儲存到csv）

• 插入當前測量高度到用於儲存高度值的float陣列（用於結果判斷），儲存陣列到全域性變數

• 判斷迴圈是否結束

經驗

string.format 用於格式化字串 %.nf表示將浮點數格式化為保留 n 位小數。

pi = 3.14159 str = string.format("Pi is approximately %.3f", pi) print(str) -- 輸出: Pi is approximately 3.141

count = count + 1

--将此次测量的高度拼接入write字符串中
write = write ..  string.format("%.3f", height) .. ","

--保存当前已测量高度至全局变量中
SetStringVariable("HeightSave" , write)

--保存当前测量的高度至全局变量中
table.insert(Height, math.floor(1000*height)/1000)
SetFloatArrayVariable("Height", Height)
-- SetFloatVariable("Height" .. count , math.floor(1000*height)/1000 )

--保存当前循环数至全局变量中
SetIntVariable("pinCount",count)


--判断循环
if count < 30 then
   Jump("Start")
elseif count == 30 then
   Jump("End")
end

6. 選擇标记工具，設定迴圈終點。

7. 選擇lua脚本语言工具，將高度測量結果寫入csv檔案中。

• 繫結儲存高度的陣列全域性變數，繫結拼接高度值的字串全域性變數

• 迴圈對高度陣列進行判斷，將判斷結果拼接到繫結的字串後

• 儲存拼接字串到csv檔案

-- 高度判断
Judge = true
for i = 1, 30, 1 do
    -- 获取指定序号的配方值
    currentPin = GetRecipeSet(i)
    -- 对测量结果进行判断
    if currentPin.PinHight - 0.3 > Height[i] or Height[i] > currentPin.PinHight + 0.1 then
       Judge = false
       break
    end
end

-- 对结果进行判断，根据判断的结果拼接数据至字符串中
if Judge == true then
    write = write .. "OK\n"
    DrawText3D(1,"green",30,-13,35,20,"检测结果：OK")
elseif Judge == false then
    write = write .. "NG\n"
    DrawText3D(1,"red",30,-13,35,20,"检测结果：NG")
end

-- 保存csv文件
WriteToFile("./Height.csv",write)

平面度測量

1. 選擇切换配方工具，將配方切換至Plane。
   

2. 選擇标记工具，設定迴圈起點。

3. 選擇lua脚本语言工具，從配方檔案獲取當前待測點的座標並設定box到指令碼輸出。

--获取指定序号的配方值
Result = GetRecipeSet(count)

--将配方值赋值给x,y,z
x = Result.PinPositionX
y = Result.PinPositionY
z = Result.PinHight

--计算得出待测区域范围
sx = x-0.5 
sy = y-0.5
sz = z-1

ex = x+0.5 
ey = y+0.5
ez = z+1

--将待测区域输出到寄存器中用于后续调用
SetBox("box1",sx,sy,sz,ex,ey,ez)

--将待测区域的Box显示在IM2上
DrawBox(2,"green",sx,sy,sz,ex,ey,ez)

4. 選擇3D平面度工具，繫結上一步輸出的box作為輸入區域測量平面度。
   

5. 選擇lua脚本语言工具，儲存測量內容，並設定迴圈次數。

--因为已经测量过一次平面度，所以当前循环数需要+1
count = count + 1

--将当前测量的平面度结果拼接入存储已经测量的平面度的字符串中
write = write ..  string.format("%.3f", plane) .. ","

--更新已经测量的平面度至全局变量中
SetStringVariable("PlaneSave" , write)

--存储当前测量的平面度至全局变量中
table.insert(Plane, math.floor(1000*plane)/1000)
SetFloatArrayVariable("Plane", Plane)
-- SetFloatVariable("Plane" .. count ,  math.floor(1000*plane)/1000 )

--更新当前循环数至全局变量中
SetIntVariable("pinCount1",count)

--判断循环
if count < 30 then
    Jump("Start1")
else
    Jump("End1")
end

6. 選擇标记工具，設定迴圈終點。

7. 選擇lua脚本语言工具，將結果寫入csv檔案中。

-- 平面度判断
Judge = true
for i = 1,30,1 do
    if 0.08 < Plane[i] or Plane[i] < 0 then
       Judge = false
       break
    end
end

-- 对结果进行判断，根据判断的结果拼接数据至字符串中
if Judge == true then
    write = PlaneSave .. "OK\n"
    DrawText3D(2,"green",30,-13,35,20,"检测结果：OK")
elseif Judge == false then
    write = PlaneSave .. "NG\n"
    DrawText3D(2,"red",30,-13,35,20,"检测结果：NG")
end

-- 保存csv文件
WriteToFile("./Plane.csv",write)

經驗提煉

核心步驟：

1. 根據配方獲取待測位置並推送box

2. 測量尺寸