1. 课程导入与换型场景认知
在自动化产线中，换型（Changeover）是产品从一种规格切换到另一种规格时必须完成的动作。KEYENCE XG-X 系列作为图像处理控制器，承担的是"视觉判定"这一环：它通过相机采集图像，在控制器内部完成定位、测量、有无判断、字符识别等处理，再把 OK/NG 结果与坐标数据通过 PLC 或通信接口交给产线执行机构。换型时，如果视觉系统的判定条件、模板、阈值、ROI 位置没有同步切换，就会出现误判、漏判或停机，因此 XG-X 的换型调试与配方管理，本质上是"让视觉判定逻辑随产品规格一起切换"。
典型换型触发条件可以归纳为三类。第一类是产品规格变更，例如同一台设备从生产 A 型号外壳切换到 B 型号外壳，工件尺寸、孔位、字符内容都发生变化。第二类是工装或治具更换，相机与工件的相对位置、光照条件随之改变，原先标定的坐标系和 ROI 可能不再适用。第三类是批次或材料变化，例如表面颜色、反光率、印刷对比度不同，导致同一套阈值在新批次上不稳定。这三类触发条件往往同时出现，因此换型调试不能只改一个参数，而要按"配方"整体切换。
换型调试与配方管理的目标，是让换型时间尽可能短、切换后判定尽可能稳。边界也很明确：XG-X 负责视觉判定与数据输出，不负责机械动作、不负责上位机排产；配方管理负责保存和调用视觉参数，不替代 PLC 的程序逻辑。理解这条边界，才能避免把产线节拍问题、机械定位问题误判为视觉参数问题。
从图中可以看到，换型不是"改一个阈值"这么简单，而是触发条件、配方文件、视觉判定、结果输出四个环节的联动。实际调试时，建议先确认触发条件属于哪一类，再决定配方中哪些参数需要重新标定。例如产品规格变更时，ROI 和模板通常要重做；工装更换时，标定和光照参数要重新确认；批次变化时，阈值和预处理参数需要微调。把这三类触发条件与配方字段对应起来，换型时就能按清单逐项检查，而不是凭经验反复试。
下面给出一份换型前检查清单的示例，字段按 XG-X 实际配方内容组织，可直接用于换型前的逐项确认。表中数值为教学示例，实际应以现场标定和试产结果为准。
| 检查项 | 对应配方字段 | 示例值（A型→B型） | 确认方式 |
|---|---|---|---|
| 相机与工件相对位置 | 标定参数 / 坐标系 | X偏移 +2.0 mm，Y偏移 -1.5 mm | 用标准件重新标定，观察定位偏差 |
| ROI 区域 | 检测窗口位置与尺寸 | 窗口由 320×240 调整为 280×220 | 在实时图像上确认窗口覆盖目标特征 |
| 模板匹配 | 模板图像 / 相似度阈值 | 相似度阈值由 0.85 调整为 0.80 | 试产 10 件，观察匹配分数分布 |
| 光照与预处理 | 曝光时间 / 增益 / 二值化阈值 | 曝光 1/250 s，二值化阈值 128→135 | 对比新旧批次图像直方图 |
| 判定输出 | OK/NG 条件 / 通信映射 | NG 判定条件由面积<500 改为<450 | 用 NG 样品验证输出信号正确 |
需要特别提醒的是，配方切换后不要只看"能不能跑"，而要看"判定是否稳定"。建议在换型后连续采集 20～30 件产品，记录匹配分数、测量值、OK/NG 结果，观察是否存在临界波动。如果匹配分数在阈值附近反复跳动，说明阈值设置过紧或光照不稳定，应优先调整光照和预处理，而不是继续放宽阈值。阈值放宽虽然能减少误判，但会降低对不良品的检出能力，这是换型调试中常见的取舍。