模具行业是一个传统、复杂、充满竞争的行业。企业每天都被紧张的工期、高精度的质量要求和频繁的人员流动所困扰。虽然自动化检测技术在各行各业都有建设成果，但是在模具表面缺陷的视觉检测方面，还鲜有人对其做过专项攻关，因为大部分涉及到铸造的工艺，往往伴随着工况恶劣、高温高压、湿度较大、粉尘较大、干涉较多的情形，检测设备很难在这种条件下运行，所以许多铸造企业的模具检测方法仍然以人工检测为主。
铸造模具的缺陷在线检测，是指安装在冲床或者模具周边的辅助检测设备，能够在第一时间检测模具的表面缺陷，以判断是否达标，为下一轮生产做准备。某结构件铸造企业，在实际生产过程中，用于铸造结构件的模具在产品脱模后，可能会产生残渣留存在模具表面上，如果直接将该模具用于新一轮的生产，会造成下一轮产品的表面缺陷，影响合格率。采用人工的方式检验，因铸造环境温度较高（模具周边温度最高70℃，环境温度可达50-60℃），对于检验操作人员是一项蛮大的考验，且检验效率低、劳动强度大，造成人员流失率高，不利于铸造生产的现代化发展。北钢联结合多年来机械视觉及设备可靠性防护方面的应用，提出了一种可行的解决方案。
运用机器视觉实现铸造模具的智能化检测
图1 待检测的模具
此项目研发设计的自动检测设备通过运动系统、控制系统及视觉系统的有机结合，可实现模具的自动化检测，在15s内便完成一套模具的检测流程，并能够在线记录检测情况，反馈给中控室，有效提高了结构件产品的生产效率及产品质量。
运用机器视觉实现铸造模具的智能化检测
图2 检测设备示意图
该设备主要由两大部分构成，运动系统及视觉系统。运动系统包括X轴运动模组、Y轴运动模组、Z轴运动模组及设备支撑系统；视觉系统采用Cognex工业视觉系统，摄像头固定于运动系统Y轴运动模组前端，通过运动系统控制转换视觉系统的位置，采集模具表面的残留物情况，与标准图像进行对比，计算机得出结论，实现模具表面的质量检测。
运用机器视觉实现铸造模具的智能化检测
图3 视觉检测轨迹示意图
运用机器视觉实现铸造模具的智能化检测
图4 设备工艺流程
设备可靠性及防护措施
（1）耐高温作业。视觉系统采用耐高温材料做防护衣，并加装散热系统，拍摄镜头采用透明耐高温材料，可在70℃环境下正常工作，且不影响其检测效果。
（2）检测过程迅速高效。运动系统通过伺服电机控制运行速度，可实现运行线速度1000mm/s，运行往返时间可控制在15s内，实现模具的快速相片采集检测。
（3）检测过程智能化。设备自动定位检测点，对模具进行无死角相片采集，并通过相片信息自动鉴别质量问题，发出报警信号。
（4）大行程移动平稳。有效行程可达1500mm，模组采用铝型材减轻重量，同时对转接板焊接加强筋，可实现模组在有效行程内的平稳移动，确保相片采集质量。
运用机器视觉实现铸造模具的智能化检测
图5 运动杆的受力分析
（5）设备节省空间。占地面积小，结构简化，与铸造设备互不干涉，便于运维人员维护。
（来源：仪表仪器网）
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