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機器視覺

“你逃不出我的五指山”——因為我有PatMax圖像匹配

2025China.cn   2018年03月23日

  長安福特汽車有限公司(以下簡稱長安福特)是一家具有跨地域和多品牌生產(chǎn)、經(jīng)營能力的大型現(xiàn)代化汽車企業(yè)。近年來,長安福特不斷引進(jìn)卓越的生產(chǎn)技術(shù),無論是從發(fā)動機和節(jié)油科技,還是在材料的使用上,都大大提升了燃油經(jīng)濟性表現(xiàn)。未來公司發(fā)展重點是“節(jié)能減排”和“打造更節(jié)能的汽車及更為環(huán)保的制造工藝”。

  變速器組裝是汽車制造的重要流程,大致分為三大步驟:第一步將零件放入指定的料盒;第二步將料盒的零件組裝成小的組件;第三步把小的組件組裝成完整的變速器。這三個步驟涉及很多條生產(chǎn)線,每條生產(chǎn)線都需要在放置零件后檢測有無,或檢測零件是否放置到位。

  “此應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)在于,若采用人工檢測,一是對新品種需要一個適應(yīng)過程,而且在此過程中,檢測的速度和質(zhì)量都存在一定的問題;二是會增加人力成本?!遍L安福特的設(shè)備工程師表示,“對生產(chǎn)線來說,面對產(chǎn)品的更新,機械工裝檢測改造很麻煩,而且儲備備件也是難題,一旦出現(xiàn)故障,沒有及時的應(yīng)對方法,只能停產(chǎn)維修,耽誤生產(chǎn)。另外,對于有些很細(xì)小的差別,無論是人眼還是工裝都沒有辦法檢測到?!?/FONT>

  面對這些棘手的問題,長安福特的設(shè)備工程師們需要找到一個最適用的解決方案。

  “福特在國外的工廠很早就采用了康耐視的技術(shù)和產(chǎn)品,對該品牌很信任,所以在中國大陸福特汽車相關(guān)的生產(chǎn)線也都要求采用康耐視的產(chǎn)品。”長安福特的設(shè)備工程師指出,“由于我們對康耐視已經(jīng)有一定的了解,所以就決定選用康耐視基于圖像的In-Sight視覺系統(tǒng)?!?/FONT>

  根據(jù)檢測需求,In-Sight視覺系統(tǒng)工作的基本流程是:料盒在傳送帶上遇到擋料器,停止;工人或機器將零件放入料盒,拍按鈕;PLC發(fā)信號給相機,觸發(fā)相機拍照;相機拍照后,運行程序,將結(jié)果返給PLC,PLC再執(zhí)行下一步的指令;在每個工位都會裝有HMI設(shè)備,相機檢測的結(jié)果和圖片會顯示在HMI上,便于確認(rèn)和查看。

  卓越的PatMax圖像匹配技術(shù)作為In-Sight視覺系統(tǒng)最主要的檢測工具,給長安福特的設(shè)備工程師們留下了深刻的印象?!癙atMax讓我們只需簡單設(shè)置,即便在增加新產(chǎn)品的情況,也只需要新建立一個圖像模型就可以輕松完成工作。另外單個相機可以設(shè)置多個檢測程序和多個曝光時間,也能通過PLC調(diào)用不同的檢測程序。”

  PatMax作為業(yè)界工件和特征定位的黃金標(biāo)準(zhǔn),可在最棘手的條件下提供準(zhǔn)確和可重復(fù)的檢測。該技術(shù)采用一系列不依賴于像素網(wǎng)格的邊界曲線獲取物體的幾何形狀,然后在圖像中尋找相似的形狀,這種技術(shù)不受特定灰度級別的限制。這樣,不管物體角度、大小和形狀如何變化都能準(zhǔn)確地找到該物體,使得這種方法的工作能力得到根本性的提高。

  基于圖像匹配PatMax的In-Sight視覺系統(tǒng)具有諸多強大功能:

  首先,相機支持很多通訊協(xié)議,可以很方便快捷的與相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。

  其次,相機程序主要采用功能強大的電子表格,在檢測復(fù)雜零件時,可以實現(xiàn)多次拍照和多次檢測?!霸谟行┝慵臋z測中我們發(fā)現(xiàn),零件表面油脂對檢測有很大影響,通過增加一次觸發(fā)多次曝光的方法,解決了這一難題。”長安福特的設(shè)備工程師對此評價說,“相機里可以存多個程序,針對類型比較多的情況,還可以通過PLC調(diào)取相應(yīng)類型的程序,很方便也很強大?!?/FONT>

  最后,相機不僅可以將結(jié)果返給PLC,還能將相應(yīng)的數(shù)據(jù)值發(fā)給PLC,存圖功能方便了后期圖像的追蹤。

  據(jù)介紹,本項目采用的都是In-Sight 5000系列視覺系統(tǒng),不但可以滿足讀碼、檢測等諸多需求,也極大方便了備件工作。該系列智能相機由堅固的鑄造鋁制成,附帶密封的M12接頭盒鏡頭保護(hù),全部采用IP67級封裝保護(hù),保證在任何生產(chǎn)環(huán)境下都能發(fā)揮其極端可靠的檢測性能。

  In-Sight視覺系統(tǒng)的出色表現(xiàn),成功解決了長安福特的檢測難題?!叭缃?,汽車的需求量越來越大,汽車產(chǎn)量和質(zhì)量都至關(guān)重要,采用In-Sight視覺系統(tǒng)后我們同時解決了這兩大問題。現(xiàn)在,工廠在保證質(zhì)量第一的前提下,大大提高了產(chǎn)量,還降低了生產(chǎn)成本?!遍L安福特的設(shè)備工程師最后總結(jié)指出,“無論是檢測難度,還是檢測速度,在我們嚴(yán)格的項目驗收下,康耐視相機都經(jīng)住了考驗?!?/FONT>

  圖1 料盒內(nèi)放入零件后需要相機來檢測有無和放置的位置是否到位

 

  圖2 PatMax既有定位作用,又有檢測的功能。

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