在現(xiàn)代汽車行業(yè)中，幾乎所有組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)都得益于機(jī)器視覺技術(shù)，成功完成跟蹤、裝配或檢測(cè)。超短的交貨時(shí)間、精益的庫存管理、跨越各大洲的復(fù)雜供應(yīng)鏈以及零缺陷的OEM要求均需要在整個(gè)現(xiàn)代汽車制造廠采用機(jī)器視覺技術(shù)。

機(jī)器視覺提高生產(chǎn)率
    最初，汽車行業(yè)采用2D機(jī)器視覺技術(shù)跟蹤傳送帶上的元件、測(cè)量車身面板之間的間隙以及提高生產(chǎn)的可視性及質(zhì)量?，F(xiàn)在，面對(duì)日益苛刻的客戶基礎(chǔ)和競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)，汽車行業(yè)正努力將生產(chǎn)率提高到新的水平，并將機(jī)器視覺提升到新維度。

    一些成熟的3D機(jī)器視覺技術(shù)正在幫助汽車制造商將新的汽車設(shè)計(jì)更快地推向市場(chǎng)，同時(shí)降低模具成本。單、雙和多攝像頭3D機(jī)器視覺技術(shù)正在幫助機(jī)器人成為能夠根據(jù)生產(chǎn)需求變化重新部署的靈活生產(chǎn)機(jī)器。通過向他們的機(jī)器視覺自動(dòng)化系統(tǒng)增加一個(gè)額外的維度，工業(yè)工程師能夠享受2D視覺的所有傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和功能，同時(shí)自動(dòng)化一度被認(rèn)為是對(duì)于傳統(tǒng)工廠自動(dòng)化太具挑戰(zhàn)性的危險(xiǎn)應(yīng)用，如涂膠、噴漆和焊接。

    簡(jiǎn)而言之，3D視覺引導(dǎo)應(yīng)用可幫助汽車制造商：提高質(zhì)量，防止缺陷；實(shí)現(xiàn)新的可追溯性要求的符合性；以及減少浪費(fèi)，增加成品率和提高生產(chǎn)率。

    然而，為有效開發(fā)和部署3D機(jī)器視覺應(yīng)用，汽車制造商及其供應(yīng)商、機(jī)器制造商和系統(tǒng)集成商需要了解3D機(jī)器視覺技術(shù)如何能夠改進(jìn)汽車制造流程、各種應(yīng)用的挑戰(zhàn)及潛在優(yōu)勢(shì)。

KWDAutomobiltechnikGmbH的3D機(jī)器視覺應(yīng)用
    為在不到30秒內(nèi)生產(chǎn)出一塊汽車側(cè)面板，Schnellecke集團(tuán)AG&Co.KG的子公司KWDAutomobiltechnikGmbH（德國(guó)沃爾夫斯堡）開發(fā)了機(jī)器人焊臺(tái)，采用康耐視智能VisionPro3D圖像處理軟件，通過來自W計(jì)劃的自定義運(yùn)動(dòng)控制引導(dǎo)機(jī)器人。在KWD監(jiān)督程序的引導(dǎo)下，視覺引導(dǎo)的拾放機(jī)器人收集組成元件、將元件焊接到側(cè)面板、檢測(cè)側(cè)面板的精度并將成品側(cè)面板放置到生產(chǎn)線上。

精確同步
    為將三個(gè)組成元件精確地裝配到完整的汽車側(cè)面板中，焊接機(jī)器人需要了解每個(gè)元件在形狀上與編程元件如何不同，包括鈑金元件中的任何扭曲或變形，以及每個(gè)組件在焊接之前位于何處。

    為生成這種幾何和位置數(shù)據(jù)，KWD的工作間采用康耐視VisionPro3D視覺軟件識(shí)別元件位置和供應(yīng)機(jī)架中側(cè)面板的可能扭曲，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到工作間中的兩個(gè)機(jī)器人之一。VisionPro3D視覺軟件利用PatMax幾何圖案搜索算法和內(nèi)置校準(zhǔn)程序提供3D位置數(shù)據(jù)。

    起初，第一個(gè)機(jī)器人通過夾持器和集成視覺系統(tǒng)將自身定位在組件箱前面，其夾住水平堆放的車身元件。在將機(jī)器人引導(dǎo)至組件堆的第一個(gè)元件之前，VisionPro3D視覺軟件將分析來自不同攝像頭的圖像并測(cè)量元件的位置。

    夾緊分兩步完成。首先，元件通過真空抽吸，隨之，銷栓將鈑金元件傳遞過去安裝且固定。同時(shí)，第二個(gè)機(jī)器人通過其雙面夾持系統(tǒng)和集成3D視覺技術(shù)將自身定位在運(yùn)輸機(jī)架前面，其夾住汽車面板的較大型組件。第二個(gè)機(jī)器人檢查運(yùn)輸鎖的位置、測(cè)量元件的位置并在正確的位置拾取組件。隨后，兩個(gè)機(jī)器人移動(dòng)至一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)，在正確的位置按照邏輯順序放下元件進(jìn)行焊接。

    利用來自VisionPro3D視覺軟件的數(shù)據(jù)，每個(gè)機(jī)器人控制器可根據(jù)實(shí)際元件位置實(shí)時(shí)調(diào)整夾持器路徑。相比手動(dòng)焊接和加工，產(chǎn)品質(zhì)量獲得改進(jìn)，操作員亦能更專注于系統(tǒng)的操作，而不是元件的正確裝載和卸載。

全面的可追溯性
    在焊接流程通過點(diǎn)焊機(jī)器人完成后，第一個(gè)和第二個(gè)機(jī)器人將進(jìn)行光學(xué)點(diǎn)焊檢驗(yàn)。其將檢驗(yàn)點(diǎn)焊的數(shù)量和定位精度。3D視覺系統(tǒng)檢查焊縫是否位于預(yù)定義的區(qū)域內(nèi)?；诤附涌刂茀?shù)，系統(tǒng)檢查焊接點(diǎn)的根部是否正確。將通過測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔，并把圖像分配到相關(guān)參數(shù)。通過這種方式，KWDAutomobiltechnik公司實(shí)現(xiàn)了全面的可追溯性和可靠記錄的質(zhì)量驗(yàn)證。

    在最后的工作步驟中，第二個(gè)機(jī)器人將取出焊接好的組件，將其放置到成品元件的運(yùn)輸框架中。如果所需數(shù)量的成品元件已堆放在運(yùn)輸框架中，信號(hào)將發(fā)送至運(yùn)輸物流部，其將收集裝滿的運(yùn)輸機(jī)架并提供新的空機(jī)架。

全面的檢查
    除機(jī)器人引導(dǎo)元件采集、置放和焊接之外，康耐視VisionPro3D視覺軟件還可檢驗(yàn)高質(zhì)量生產(chǎn)和高效率運(yùn)行所需的一些起始和結(jié)束位置，如焊臺(tái)的張緊控制桿。另外，其還可檢查容器的運(yùn)輸制轉(zhuǎn)桿以確定它們是否開啟或關(guān)閉。

    經(jīng)驗(yàn)證，照明是3D視覺系統(tǒng)實(shí)施過程中面臨的最大挑戰(zhàn)之一。側(cè)面板的單個(gè)組件在運(yùn)輸機(jī)架上沒有確定的位置，因此可能扭曲或傾斜，這會(huì)改變光線如何從鈑金上反射。工作間設(shè)計(jì)師通過以下方式解決了這個(gè)問題：用白色內(nèi)墻構(gòu)建一個(gè)外殼，白色光線通過其在金屬元件上均勻地分散，且具有最大可能的入射角；利用VisionPro3D視覺軟件的強(qiáng)大位姿估計(jì)功能，其具有檢測(cè)由反射造成的異常特征并從位姿估計(jì)計(jì)算中將其消除的能力。

    經(jīng)過為期九個(gè)月的開發(fā)和調(diào)試期間后，新工廠正在全速運(yùn)行三班倒。

康耐視3D機(jī)器視覺助力汽車制造商取得成功
    康耐視公司供應(yīng)一系列汽車行業(yè)3D機(jī)器視覺應(yīng)用硬件和軟件，包括VisionPro®3D軟件，用以機(jī)器人引導(dǎo)、元件尺寸測(cè)量和質(zhì)量檢驗(yàn)。

    康耐視廣泛的產(chǎn)品目錄及行業(yè)最佳的全球系統(tǒng)集成商（SI）網(wǎng)絡(luò)意味著其能夠提供汽車行業(yè)利用3D機(jī)器視覺技術(shù)所需的一切，包括傳感器、照明、圖像處理引擎和圖像處理軟件。通過提供經(jīng)過廣泛兼容性和易于集成性測(cè)試的硬件和軟件，康耐視公司簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加快了客戶的投資回報(bào)。并且，如果您的3D機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)證明具有挑戰(zhàn)性，康耐視公司作為全球最大的機(jī)器視覺公司意味著能夠?yàn)槠嚳蛻籼峁┤蜃畲蟮南到y(tǒng)集成商和產(chǎn)品支持網(wǎng)絡(luò)。