CN113284084A - 一种基于智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台 - Google Patents
一种基于智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种智能自控双视觉设备故障诊断移动平台，属于烟草设备技术领域。所述的设备故障诊断移动平台采用智能视觉检测和高速视觉成像两套视觉系统相结合的方式，以高速视觉成像循环录制，高精度追踪设备运行状态；以智能视觉检测进行智能识别和研判，自动识别异常情况，自动触发控制高速视觉成像检测完成视频截取并记录，实现逆向查因。并能在一体式便携工作站上实现设备相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，有针对性的高效完成设备故障原因分析，提升设备故障诊断技术水平和质量控制水平。
Description
技术领域
本发明属于烟草设备技术领域，更具体的说涉及一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台。
背景技术
随着卷接包装设备运行速度、控制精度和产品质量的不断提升，设备的检维修要求也不断提升，对于设备高速运动过程中发生的异常动作已经无法通过人眼观察，传统的故障诊断、维修方法无法满足目前的设备技术保障要求。另一方面对设备的偶发性故障、产品质量缺陷故障的诊断和维修一直停留在通过结果来间接处理的方法和理论上，处理时间较长，存在试错成本，同时还存在缺陷产品流入市场的风险。很多厂家尝试引进高速摄像系统来作为设备故障判断和状态诊断的工具，但在高速摄像系统的使用中普遍采用了原始的人工拍摄、低速回放查找原因、人工剪辑筛选判断的方式，严重制约和束缚了高速摄像平台的功能拓展和应用成效。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，采用AI智能视觉检测控制和高速视觉监测两套视觉系统相结合的方式组成双视觉设备故障诊断移动平台，以高速视频循环录制，高精度追踪设备运行状态；以AI智能视觉检测控制进行智能识别和研判，自动触发控制高速视觉监测完成高速视频截取并记录，实现逆向查因。充分发挥双视觉系统的特性优势，立足于产品成形原理和故障机理，实现对卷包设备多机型、多部位、多工况的状态维修、质量控制、故障分析科学化、精细化和系统化，并能在一体式便携工作站上实现设备相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，有针对性的高效完成设备故障原因分析，提升设备故障诊断技术水平和质量控制水平。
为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的双视觉设备故障诊断移动平台包括AI智能视觉检测控制模块1、高速视觉监测模块2、一体式便携工作站3、可移动升降平台4，所述的高速视觉监测模块2和AI智能视觉检测控制模块1安装于可移动升降平台4的两侧，AI智能视觉检测控制模块1安装于靠近一体式便携工作站3的一侧。
优选的，所述的AI智能视觉检测控制模块1，包括CCD相机5、光源6、安装支架7和软件系统8，其中，CCD相机5和光源6安装在支架7上，可360度旋转位置和方向；光源6确保待检测位置光线足够。
1.根据权利要求1或2所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的高速视觉监测模块2，包括高速摄像机9、LED光源10、安装支架11和高速视频处理软件系统12。其中，高速摄像机9和LED光源10安装在支架11上，可360度旋转位置和方向；LED光源10确保待检测位置光线足够。
2.根据权利要求3所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的一体式便携工作站3，内置液晶显示器13、控制器14、硬盘15、丰富的接口16、AI智能视觉检测控制软件系统8、高速视频处理软件系统12。
优选的，所述的可移动升降平台4，提供各硬件安装固定平台，同时为技术人员提供截取图形视频分析、故障诊断的可移动便捷式操作平台。实现CCD相机与高速摄像机位置各自沿360°方向自由调节，以便准确聚焦问题点和异常点。
优选的，所述的AI智能视觉检测控制软件系统8，软件系统实现图像采集、存储、运算、控制和参数模板的设置，并能在一体式便携工作站3上实时显示检测画面。实现设备故障或质量异常的智能自动识别，能够自动锁定和抽取异常情况的时间点及对应图形，并自动触发和控制高速视觉监测模块2记录关键高速视频。
优选的，所述的高速视频处理软件系统12，可手动设置高速摄像机9的三种触发控制模式，实现待监测部位过程视频的循环录制，当收到1的触发信号时，可完成触发时间点的视频截取并保存记录；可以设置设备0-360°相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，建立设备相位角度与高速视频时间轴的关联，方便对问题点和异常点的定位，实现高精度追踪设备运行状态，对故障或质量异常进行逆向查因。
本发明的有益效果：
本发明采用智能视觉检测和高速视觉成像检测两套视觉系统相结合的方式组成双视觉设备故障诊断移动平台，以高速视觉成像循环录制，高精度追踪设备运行状态；以智能视觉检测进行智能识别和研判，自动触发控制高速视觉成像检测完成视频截取并记录，实现逆向查因。充分发挥双视觉系统的特性优势，立足于产品成形原理和故障机理，实现对卷包设备多机型、多部位、多工况的状态维修、质量控制、故障分析科学化、精细化和系统化，并能在一体式便携工作站上实现设备相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，可以智能的、有针对性的、高效的完成设备故障原因分析和产品外观质量检测，减少人工筛选判断故障和质量监控的劳动力，提升设备故障诊断技术水平和质量控制水平，为深度推进设备故障诊断和状态维修奠定基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的双视觉设备故障诊断移动平台工作流程图。
图2是本发明的可移动升降平台示意图。
图3是视觉检测控制模块示意图以检测产品外观质量为例。
图4是AI智能视觉检测控制算法流程图。
图5是本发明流程图一。
图6是本发明流程图二。
图7是本发明流程图三。
图8是本发明流程图四。
图9是本发明流程图五。
图10是本发明流程图六。
图11是本发明流程图七。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
所述的一种基于智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台包括AI智能视觉检测控制模块1、高速视觉监测模块2、一体式便携工作站3、可移动升降平台4、CCD相机5、光源6、安装支架7和软件系统8、高速摄像机9、LED光源10、安装支架11和高速视频处理软件系统12、液晶显示器13、控制器14、硬盘15、开放式接口16。
优选的，AI智能视觉检测控制模块1：CCD相机5镜头方向面对待检测对象如烟包表面、故障部位等，采集到的图像输入到软件系统8内，与提前配置好的参数模板进行比对，以比对结果作为锁定和抽取的条件，从而确定故障问题如往复件运动轨迹异常、跳动位置偏差过大等或质量异常如杂物、粘胶、破损、皱纹、油渍等可见污迹、以及包装纸歪斜、透明纸缺失等质量异常。其中，参数模板可以在软件系统8内提前离线设置，也可以在线自动追加作为新的参数模板，从而实现对卷包产品常规缺陷、偶发缺陷的全面覆盖。AI智能视觉检测控制模块1可根据实际位置来进行检测，方便后期的各类缺陷检测或故障分析。
优选的，高速视觉监测模块2高速摄像机9镜头方向面对待记录视频部位，采集到的高速视频存储到高速视频处理软件系统12内，循环录制的同时，可按存储时间自动覆盖早期视频，当高速摄像机9受到1触发时，拍摄的高速视频可独立保存在安全区，不受系统自动覆盖影响。
优选的，一体式便携工作站3工作站实现CCD相机5、高速摄像机9等硬件连接、软件驱动、数据传输、运算控制、照片视频存储、人机交互操作界面，以及与卷烟包装设备自带的检测装置控制系统数据对接和信号传递等。
优选的，可移动升降平台4能够将高速摄像机1和一体式便携工作站4固定在指定位置，含高度刻度标注，可实现位置调节和移动，具备地板及周围环境振动过滤功能，保证高速拍摄平稳。
优选的，AI智能视觉检测控制软件系统8特征在于：
可通过两种模式设置标准参数模板，模式一是提前离线设置在检测停用的时候按照“标准图像手动采集-校准参数-载入已有的模板参数或在模板中修改参数-测试并根据问题调整参数-保存参数”的流程进行标准参数模板设置，模式二是在线自动追加作为新的参数模板在检测启用的时候按照“标准图像自动采集-测试并根据问题调整参数-保存参数”的流程进行标准参数模板设置，从而实现对卷包产品常规缺陷、偶发缺陷的全面覆盖。
可对高速视觉监测模块2实现自动触发控制功能，保证完成异常情况的高速视频录制。
可按时间-班次选择记录的异常图像的浏览查看。
优选的，高速摄像机9特征在于：满足现阶段卷包各种设备状态的诊断拍摄要求，自带恒流点光源3，VGA640Í480为1000帧/秒，可实现视频高速记录，具备良好的成像质量，高速实时的信号传输能力，支持AI智能视觉检测控制软件系统8自动触发、设备故障剔除信号自动触发和人为监控手动触发拍摄。
优选的，高速视频处理软件系统12可手动设置高速摄像机9的三种触发控制模式模式1是由AI智能视觉检测控制软件触发，模式2是由设备自带检测装置信号触发，模式3是由手动触发，处于模式1下，需要提前设置AI智能视觉检测控制软件的对照参数模板，为系统提供判断正常与否的条件；处于模式2下，直接采集设备自带检测装置得到的异常信号；处于模式3下，可以任意选择触发时间。
可实现待监测部位过程视频的循环录制，当收到1的触发信号时，可完成触发时间点的视频截取并保存记录。触发设定支持初始点触发从初始点开始截取视频到指定时间长度为止、中间点触发从某一中间点向前后指定时间长度进行视频截取、终止点触发从终止点开始向前追溯并截取视频到指定时间长度和自设定触发手动设置截取视频时间长度模式。
可设置设备0-360°相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，通过双存储器可同时进行拍摄和预览，建立设备相位角度与高速视频时间轴的关联，方便对问题点和异常点的定位，实现高精度追踪设备运行状态，对故障或质量异常进行逆向查因。
可对录制的视频大小、记录路径、循环拍摄、触发方式选择进行设置，具备图像偏移设置，帧率与曝光时间设置，视频时间印制，循环存储，先进先出存储模式设置功能，通过触发条件自动识别动作变化量，对异常情况自动留下时间标签，并进行数值化和图表显示，后续可按时间标签查找和回放观察异常情况。
优选的，开放式接口16特征在于：包括GUI用户接口、API程序接口等丰富接口，实现数据共享，使双视觉设备故障诊断移动平台具有扩展性和开发性，便于后续功能的拓展。
由图1所示，AI智能视觉检测控制系统和高速视觉监测系统二者结合，同时工作，共同形成双视觉设备故障诊断平台。
由图2所示，可移动升降平台可以实现高速摄像机在稳定的状态下拍摄不同角度、位置的视频，确保多部位、多工况的拍摄需求，同时，一体式便携工作站可根据需要放置于可移动升降平台或其他工作平台上，极大拓展了使用范围。
本发明工作原理：高速摄像机和一体式便携工作站安装于可移动升降平台上。高速摄像机进行不少于1000帧/秒的循环录制，存储于1TB硬盘存储空间中，一定时间内的正常视频实现自动覆盖存储。循环录制过程中，可由智能视觉检测系统自动触发、设备故障剔除信号自动触发和人为监控手动触发三种方式完成拍摄视频的自动截取储存和回放，触发视频不会被自动覆盖。
智能视觉检测控制系统充分利用图形算法、AI技术能够自动锁定和抽取异常情况和差异点，自学习并自动追加检测条件，实现对卷包产品常规缺陷、偶发缺陷的全面覆盖，可以对信号进行处理，将综合处理结果输送给高速摄像移动平台的一体式便携工作站，对高速摄像机实现触发控制功能，保证完成异常情况的高速视频录制，自动控制高速视频处理软件完成设置时间段的视频剪辑储存。通过高速摄像系统和智能视觉检测控制系统相结合，最终实现对卷包设备多机型、多部位、多工况的状态维修、质量控制和故障分析，能够从产品成形原理和故障机理上彻底解决问题。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围；附图尺寸与具体实物无关，实物尺寸可任意变换。
Claims (7)
1.一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的双视觉设备故障诊断移动平台包括AI智能视觉检测控制模块（1）、高速视觉监测模块（2）、一体式便携工作站（3）、可移动升降平台（4），所述的高速视觉监测模块（2）和AI智能视觉检测控制模块（1）安装于可移动升降平台（4）的两侧，AI智能视觉检测控制模块（1）安装于靠近一体式便携工作站（3）的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的AI智能视觉检测控制模块（1），包括CCD相机（5）、光源（6）、安装支架（7）和软件系统（8），其中，CCD相机（5）和光源（6）安装在支架（7）上，可360度旋转位置和方向；光源（6）确保待检测位置光线足够。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的高速视觉监测模块（2），包括高速摄像机（9）、LED光源（10）、安装支架（11）和高速视频处理软件系统（12），其中，高速摄像机（9）和LED光源（10）安装在支架（11）上，可360度旋转位置和方向；LED光源（10）确保待检测位置光线足够。
4.根据权利要求3所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的一体式便携工作站（3），内置液晶显示器（13）、控制器（14）、硬盘（15）、丰富的接口（16）、AI智能视觉检测控制软件系统（8）、高速视频处理软件系统（12）。
5.根据权利要求4所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的可移动升降平台（4），提供各硬件安装固定平台，同时为技术人员提供截取图形视频分析、故障诊断的可移动便捷式操作平台，实现CCD相机与高速摄像机位置各自沿360°方向自由调节，以便准确聚焦问题点和异常点。
6.根据权利要求5所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的AI智能视觉检测控制软件系统（8），软件系统实现图像采集、存储、运算、控制和参数模板的设置，并能在一体式便携工作站（3）上实时显示检测画面，实现设备故障或质量异常的智能自动识别，能够自动锁定和抽取异常情况的时间点及对应图形，并自动触发和控制高速视觉监测模块（2）记录关键高速视频。
7.根据权利要求6所述的一种智能自控的双视觉设备故障诊断移动平台，其特征在于：所述的高速视频处理软件系统（12），可手动设置高速摄像机（9）的三种触发控制模式，实现待监测部位过程视频的循环录制，当收到（1）的触发信号时，可完成触发时间点的视频截取并保存记录；可以设置设备0-360°相位角度变化与高速视频时间轴一一对应显示，建立设备相位角度与高速视频时间轴的关联，方便对问题点和异常点的定位，实现高精度追踪设备运行状态，对故障或质量异常进行逆向查因。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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