机器视觉系统实现纪念币制造定位及特殊印制

机器视觉系统实现纪念币制造定位及特殊印制

近年来，印刷行业随着科技的日新月异而升级传统的印刷流程，越来越多的印刷厂采用以机器取代人力的自动化流程。一家系统集成商结合The Imaging Source 相机，为纪念币制造厂设计开发了一套定制化机器视觉系统，确保每一枚硬币的位置及旋转角度，随后进行特殊印刷。位置的检测精度需达到5/100mm，否则就会出现错误印刷，导致硬币无法使用而造成浪费。

在一个封闭的机台中设置检测区域，作业人员将硬币放置在托盘上，如抽屉般推进到检测区域，由机器视觉系统进行检测。检测系统由四台2000万像素高分辨GigE 黑白相相机与相应的镜头组成；后端图像处理则由学习匹配方式来识别每个经过相机的硬币，确认它们在正确的位置；光源部分使用LED背光与白色漫射LED线灯的组合，为检测环境提供足够的光线，接着连接至4个PoE接口及一个显示器（屏幕）。整个系统形成一个高效的图像检测站。

后端软件由两个基于MVTec Halcon图像处理库的独立组件组成，分别为训练学习和搜索应用程序：

· 硬币教学应用程序

训练和储存插入硬币模型的应用程序。先将托盘和要训练的硬币正确放置在系统下，可以使用硬币教学应用程序训练出一个匹配的硬币模型。除了此方法，也可以应用程序中事先导入的先前生成的二进制图像来创建模型。

· 硬币搜索应用程序

根据先前生成的模型找到托盘上的硬币。使用搜索功能，找到硬币，并与训练后的模型比较，确定其X和Y的位置以及旋转。

检测及定位硬币过程

四台The Imaging Source GigE 相机从上面看一个确定的图像区域。操作人员将特制的带有固定标记的黑色托盘，通过一个抽屉推入检测系统。该系统目前可以使用两种不同尺寸的托盘。大托盘由四个区域组成（每个相机一个区域），其中一个预设定区域使用硬币教学应用程序进行硬币模型设定及生成。在这里，放置要训练的单个硬币，并生成模型。然后，使用硬币搜索应用程序搜索整个托盘区域，寻找每个硬币并确认其位置和旋转与模型匹配。每个硬币的结果都会显示在检测站外连接的显示器（用户界面）上，并保存为CSV文件。随后打印机根据CSV文件中的信息准确打印硬币。

图1：使用相机对需要印制的硬币进行训练，生成一个模型。接着使用搜寻应用程序进行定位及旋转到正确位置，并储存成CSV文件用于后序印制。

GigE 相机使用灵活，传输速度快，可为需要大量印制项目的工厂带来高效率。采用PoE数据线技术可以为厂家省去使用额外电缆的成本，安装过程也大大简化；相机精巧的外形，也很适合用于硬币印刷机台这样有限的空间。对GigE Vision 的支持可以很容易地将相机集成到现有的网络环境中，也可以很轻松地与后端软件搭配，且具有高可靠性及高稳定性的数据传输；日后若需更新软件或进行新项目，GigE相机也可轻松集成。（文/ The Imaging Source）

图2：The Imaging Source GigE相机为纪念硬币商带来高效率印制过程。