Masonite 是一家全球建筑产品公司，公司总部美国佛罗里达州坦帕市。Masonite 在北美洲、南美洲、欧洲、亚洲和非洲的 18 个国家设有 80 多家工厂，拥有约 10，000 名员工，在制造优质模压门框领域处于世界领先地位，将产品直接供应给世界各地的门制造商合作伙伴。Masonite 位于爱尔兰Carrick on Shannon, Co. Leitrim的工厂投资 1.38 亿美元，是 Masonite 的第二大生产设施。这家先进的生产工厂面向 32 个国家供应门框。
挑战
在位于爱尔兰Carrick on Shannon, Co. Leitrim的工厂，Masonite生产许多具有不同图案的门框，需要在生产线末端自动分类并分拣至正确的收集区。分类错误的门框必须手动重新分拣 手动重新分拣是劳动密集型的，导致表面损坏和随后的产量损失。
Masonite爱尔兰工厂先前采用传统视觉系统检测门框，该系统满足初始需求，但随着先进模具设计的开发和门框业务的扩展，迫切需要新型视觉技术。现有的视觉系统软件包含所有可能的门框数据库，但无法轻松适应新门框设计的添加，因此需要工程设计人员进行专门编程。展望未来，Masonite 希望采用一款先进的视觉系统解决方案，以满足他们在可预见的未来的需求。同样重要的是，该系统必须高度准确，易于使用，操作人员能够快速训练，并且可以适应生产中使用的大量模压门设计的需求。
引入专家
Masonite 致力于持续改进流程，委托专业工业机器视觉公司 Alpha Vision Design （AVD） 与 Masonite爱尔兰工厂工程设计人员合作，共同设计在线自动分类系统。根据模具设计和表面纹理识别门框。将两个门框并排模压成型，不同门图案组合由大量单门框模具产生。由于存在数千种潜在的模具组合，因此分拣系统必须能够适应多种模具组合和频繁的模具更换。
在生产运行开始时，操作员使用简单的训练向导针对第一组门框训练系统。然后，将自动检测后续门框并进行分类。然后，视觉系统与生产线控制系统进行通信，指定输送路线，将分类完成的门框输送至相应的收集区。
该项目带来了一些棘手的技术挑战。由于涉及的表面区域较大（一扇门长 x 两扇门宽），难以在整个表面区域提供均匀的照明。Masonite先前使用标准大幅面、高频荧光光源照亮指定检测区域内的门框 由于门框的物理属性（面积较大，并非完全平坦），传统光源无法提供视觉系统采集高质量图像所需的充足照明。由于照明是任何视觉系统的关键组成部分，客户认识到，。
此外，需要能够应对门框旋转、弯曲或翘曲问题的可靠系统，因为在直接支撑的情况下，门框可以下垂。因此，门框的图案轮廓可能看上去扭曲，这通常导致所采集的图像发生拉伸或压缩。基于交叉关联技术的标准图案匹配工具在这些情况下表现不佳。
解决方案
在全球范围内，绝大多数机器视觉应用都基于 2D 检测技术。3D检测仍然相对专业，尽管随着技术的成熟和更广泛的接受，新市场正在涌现。使用激光三角测量法的3D检测可能是目前用于部署3D应用的常见技术（尽管存在许多其他3D技术）。用于照明的激光器提供具有成本效益的解决方案，并且可从许多供应商和制造商处购得。此外，基于激光的3D系统对于扫描具有明确轮廓的大型非反光元件特别有效，因此非常适合这类别视觉应用。
该系统使用二极管激光线发生器和线扫描 3D 图像采集相机（由其他设备制造商提供）采集模制门面上的图案的 3D 数据。激光线发生器，产生可见激光线。通过使用轴编码器，3D 相机能够与输送带速度同步，沿着门框长度方向以适当的分辨率采集 3D 数据。然后针对门框宽度为 3D 相机配置类似的像素分辨率。
高度敏感图像数据通过 CameraLink 接口传输到 PC 的图像采集卡，以构建和创建被检测双门框的 2D 高度轮廓图像（以位图格式）。然后，使用 康耐视 的强大 VisionPro 和 Cmax 软件处理图像。VisionPro软件提供无与伦比的图像采集和处理，并且易于使用。先进的 PatMax® 工具能够执行独特的几何图案匹配，并分类形状，。
“智能”2D视觉相机和卤素照明用于提供所需的表面纹理信息，这些信息使用数字输入信号集成到视觉系统中。
一旦Masonite爱尔兰工厂工程设计人员完成 3D 和 2D 视觉硬件的规定制定、设计、安装和调试，就可以对系统进行编程，以提取和处理图像信息。AVD 根据 Masonite 的要求创建了自定义图形用户界面 （GUI）。该界面的设计非常便于操作人员使用。其设计非常简洁，并包含与制造工厂的其他现有系统一致的颜色编码方案。
基于简单易用原则，尽可能减少使用系统所需的操作设置数量。该系统并非过于复杂的工程设计工具，只需技术或工程技术人员进行简单编程⁄配置。生产人员只需不到四分钟时间对所交付的系统进行新门框训练，并且仅需绘制方框和定位检测工具的功能。
最终用户应用成果
“考虑到大量可能的模具组合，较大的表面区域和相对较浅的门框模压深度，很难找到合适的视觉系统采集高质量，可重复的图像并准确地分类大量门框设计组合。
“该解决方案需要一种创新的方法，因此需要集成以前不兼容的硬件和软件。Alpha Vision Design 因其在视觉系统工程专业领域的丰富经验而被选为系统集成商。他们成功地通过生产自定义接口软件来弥合硬件和软件之间的差距，使应用程序成为最先进的视觉系统。
实践已证明，我们与 AVD 合作设计的图形用户界面 （GUI） 非常直观、易用。该 GUI 界面以直观的方式提供确定系统性能所需的所有相关信息，无需操作人员具备任何专业知识。工程设计人员还可以使用该GUI界面受访问权限保护、更高级的功能调试和维护系统。系统的易用性是一项关键要求，因为项目在此方面的失败会对项目的整体成功产生负面影响。一旦收到指示，我们的生产线人员将根据需要对系统进行训练，以检测新的门模式组合，没有任何困难。”
“Cognex VisionPro 软件的先进功能为项目的成功作出了重大贡献，使系统能够超越，提供超过 99.97% 的分拣准确性（即，10，000 人中不到 3 人被错误分类）。几乎消除了手动重新分拣产品的需要，提高了成品率，并允许操作人员执行为产品增加价值的任务。”
“Cognex VisionPro 软件的卓越性能与 AVD 的视觉系统专业知识相结合，视觉系统，为Masonite 爱尔兰工厂在不久的将来实施类似项目铺平了道路。”
关于 AVD
Alpha Vision Design 工业机器视觉系统在制造业的质量控制和自动化应用。我们广泛的专业知识包括系统集成、软件开发、光学元件和照明。Alpha 视觉 Design 在视觉系统设计和应用开发方面拥有超过十年的经验，是许多领先的蓝筹制造公司的首选合作伙伴。