前言：
現(xiàn)今，隨著汽車制造工藝的日益復(fù)雜，汽車制造商對(duì)零部件的質(zhì)量也提出了更高的要求，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和客戶高標(biāo)準(zhǔn)的要求，制造商和零部件供應(yīng)商們，必須借助高效可靠的檢測(cè)手段來(lái)避免不合格零部件的產(chǎn)生，這其中最值得關(guān)注的便是近年來(lái)發(fā)展迅速的機(jī)器視覺系統(tǒng)。本文借用邦納公司的P3、P4、iVu機(jī)器視覺系統(tǒng)分別介紹了 “機(jī)器視覺”技術(shù)在汽車制造業(yè)中的幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)闡述其技術(shù)特點(diǎn)和所顯示的優(yōu)越性，展現(xiàn)了這項(xiàng)新技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用前景。
美國(guó)邦納公司擁有強(qiáng)大的機(jī)器視覺系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、光源及配置。從單一的視覺檢測(cè)到視覺系統(tǒng)集成，均可提供完整的視覺檢測(cè)方案。視覺檢測(cè)方案主要包括兩個(gè)方面：硬件系統(tǒng)-相機(jī)，控制器，光源及支架；軟件系統(tǒng)：控制系統(tǒng)，圖形用戶界面(GUI)和圖像分析算法。邦納提供所有這些影響視覺檢測(cè)成功的產(chǎn)品和技術(shù)支持。
2010年邦納公司全新推出了第五代視覺傳感器—iVu系列。與以往產(chǎn)品類型不同，iVu系列無(wú)需連接電腦，可依靠自身解摸屏進(jìn)行程序設(shè)定，其精小的體型、強(qiáng)大的功能、獨(dú)特的外觀尤其適用于普通光電傳感器不能解決問(wèn)題的場(chǎng)合，優(yōu)異的性能可適用于不同行業(yè)的不同需求，目前已廣泛應(yīng)用在包裝、印刷、汽車、物流、制藥等等行業(yè)，下面以幾個(gè)典型的案例介紹邦納視覺系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車制造行業(yè)應(yīng)用。
一．汽車密封條涂層視覺檢測(cè)
目的：通過(guò)視覺相機(jī)檢測(cè)汽車密封條的涂層及單雙層；
應(yīng)用：汽車密封條的涂層里摻有熒光劑，從而在紫外光的照射下能夠被視覺檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)彩色相機(jī)的顏色二值化工具可以根據(jù)表面的反光強(qiáng)度區(qū)分出涂層的有無(wú)。
傳感器： Banner P4 CORLOR視覺
圖一：分別對(duì)三個(gè)區(qū)域進(jìn)行顏色均值的測(cè)量
圖二：合格圖片（表面有涂層）
圖三：不合格圖片（表面某個(gè)區(qū)域無(wú)涂層）
簡(jiǎn)述：汽車密封條在生產(chǎn)過(guò)程中為了提高其使用壽命，需要在其表面涂有透明的保護(hù)涂層，為了避免由于噴涂設(shè)備的故障造成涂層漏噴，需要增加相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備對(duì)涂層進(jìn)行檢測(cè)，目前成熟的方案是在透明涂層中添加熒光劑，這樣在紫外光源的照射下涂層會(huì)有較明顯的反光，工業(yè)視覺能夠可靠的分辨出來(lái)，實(shí)際操作中機(jī)器視覺檢測(cè)可以時(shí)時(shí)檢測(cè)密封條表面的反光，在檢測(cè)到密封條表面缺少涂層時(shí)，機(jī)器相機(jī)會(huì)給出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行后處理工作。
以上的對(duì)涂層有無(wú)的檢測(cè)應(yīng)用，如果密封條上有兩層以上的涂層需要檢測(cè)，例如客戶需要檢測(cè)產(chǎn)品表面是一層涂層還是兩層涂層，則建議對(duì)熒光劑的摻雜比例或類型進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔龋共煌耐繉釉诜垂馍嫌幸欢ǖ牟町悺?br/>
二、 汽車零部件漏裝視覺檢測(cè)
目的： 通過(guò)視覺檢測(cè)汽車零部件裝配質(zhì)量
應(yīng)用：通過(guò)P4 視覺產(chǎn)品的二值化工具分別檢測(cè)每個(gè)汽車零部件是否存在。
傳感器：Banner P4 視覺系統(tǒng)
圖四：合格圖片（汽車零部件安裝完整）
圖五：不合格圖片（某個(gè)零部件漏裝）
簡(jiǎn)述：目前汽車零部件由于其復(fù)雜性，很大的一部分還是由人工進(jìn)行裝配，由于人工裝配存在很大的不確定性，因此必須有一套嚴(yán)格的檢測(cè)手段來(lái)確保工件組裝的完整性，尤其是關(guān)鍵部位的零件，工業(yè)視覺相機(jī)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)部位的零部件進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)各個(gè)裝配位置上輪廓、表面反光、尺寸等進(jìn)行檢測(cè)之后，作出準(zhǔn)確判斷零部件是否缺失，另外，相機(jī)可以針對(duì)多種類型的工件設(shè)置多種檢測(cè)程序并保存在相機(jī)內(nèi)部，當(dāng)生產(chǎn)不同的工件時(shí)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)程序，一旦機(jī)器相機(jī)發(fā)覺有錯(cuò)誤的零部件之時(shí)，給出報(bào)警信號(hào)進(jìn)行后處理工作。
三.汽車零部件表面字符視覺檢測(cè)
目的： 通過(guò)視覺檢測(cè)表面字符有無(wú)
應(yīng)用：通過(guò)Banner iVu圖像傳感器的模板匹配工具檢測(cè)工件表面字符“P”的有無(wú)。
傳感器：Banner iVu-TG 視覺系統(tǒng)
圖六：合格圖片（表面有字符）
圖七：不合格圖片（表面無(wú)字符）
簡(jiǎn)述：汽車零部件在提供使用前必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后會(huì)打印上相應(yīng)的字符標(biāo)記，例如“P”（代表Pass）,因此在裝配使用該汽車零部件前，必須檢測(cè)零部件是否有字符“P”,從而避免有不合格零部件混入。
iVu圖像傳感器能可靠檢測(cè)出工件表面是否有字符（或者是打有二維碼及其它相關(guān)信息），對(duì)不符合要求的零部件給出報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)收到的報(bào)警信號(hào)對(duì)工件進(jìn)行剔除。
四．汽車制動(dòng)部件位置尺寸視覺檢測(cè)
目的： 通過(guò)視覺檢測(cè)汽車制動(dòng)部件的位置尺寸
應(yīng)用：通過(guò)視覺系統(tǒng)的邊緣工具和測(cè)量工具來(lái)檢測(cè)汽車制動(dòng)部件的位置尺寸，從而判斷是否發(fā)生偏移
傳感器：Banner P4 視覺系統(tǒng)
圖八：合格圖片（個(gè)部件位置正確）
圖九：不合格圖片（剎車部件發(fā)生偏移）
簡(jiǎn)述：在汽車組裝過(guò)程中，對(duì)零部件的位置有著極高的要求，這不僅包括每個(gè)零部件自身的安裝位置，還包括不同零部件之間的相對(duì)位置，視覺系統(tǒng)通過(guò)邊緣工具能夠準(zhǔn)確測(cè)量出各個(gè)工件的坐標(biāo)、相對(duì)距離、角度偏移、平行度等位置信息，用戶可以通過(guò)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)誤差來(lái)判斷產(chǎn)品是否合格，同時(shí)相機(jī)還可以通過(guò)竄口或者以太網(wǎng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端進(jìn)行處理。
五：工作原理分析
圖十：Banner機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)建圖
以上案例分別介紹了汽車零部件在制造過(guò)程中四個(gè)典型的檢測(cè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用構(gòu)建中，基本系統(tǒng)構(gòu)建大至是一致的，圖十給出了解決方案系統(tǒng)構(gòu)建圖，下面分別對(duì)構(gòu)建圖中各個(gè)步驟及所用到的傳感器、PLC及其他部件進(jìn)行一一說(shuō)明：
1． 當(dāng)工件到達(dá)指定位置之后，通過(guò)Banner QS30光電傳感器感應(yīng)到工件到位，給機(jī)器相機(jī)發(fā)送出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)；
2． Banner P4機(jī)器相機(jī)收到觸發(fā)信號(hào)后開始進(jìn)行圖像采集，采集生成圖像（光源可提供穩(wěn)定的拍照環(huán)境）；
3． 視覺傳感器根據(jù)事先設(shè)置好的程序?qū)D像進(jìn)行分析，判斷是否為合格品，通過(guò)I/0或通訊將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給Banner BLC智能邏輯控制器；
4． Banner BLC智能邏輯控制器根據(jù)檢測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行裝置：（1）Banner TL50工業(yè)智能指示燈可簡(jiǎn)單作為合格品/不合格品的報(bào)警指示，（2）剔除裝置在PLC的控制下對(duì)不合格品進(jìn)行剔除動(dòng)作；
5． Banner THM人機(jī)界面可對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制作用；
6． 監(jiān)視器可顯示實(shí)時(shí)檢測(cè)畫面。
六：結(jié)論
上文介紹的機(jī)器視覺系統(tǒng)采用了邦納機(jī)器視覺系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)便，性價(jià)比高是邦納公司一向傳統(tǒng)，很容易根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和客戶的要求來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置和外觀。另外，邦納還配有功能強(qiáng)大，易于開發(fā)的視覺軟件，專業(yè)而深入，為不同的用戶提供快捷周到的服務(wù)，靈活響應(yīng)客戶的定制需求。
該機(jī)器視覺系統(tǒng)有著非常成熟的應(yīng)用，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)集合了邦納公司的光電傳感器、智能指示燈、PLC、HMI等等一系列的產(chǎn)品，為汽車零部件制造廠商提供完整的綜合解決方案，該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運(yùn)用于國(guó)內(nèi)外多家汽車的生產(chǎn)線，不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多功能和升級(jí)空間，為用戶解決問(wèn)題，減少很多人工成本，節(jié)省了巨大費(fèi)用。
