【摘要】隨著自動(dòng)化水平的提高，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)注越來(lái)越多。對(duì)汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)及其下游的零配件廠(chǎng)而言，生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品瑕疵檢測(cè)和過(guò)程檢測(cè)越發(fā)重要，原有的人工檢測(cè)或者單一的工業(yè)傳感器檢測(cè)已經(jīng)不能滿(mǎn)足這些需求。而視覺(jué)系統(tǒng)的精準(zhǔn)性和適應(yīng)性可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，為廣大汽車(chē)企業(yè)提供方便。

【關(guān)鍵字】視覺(jué)系統(tǒng)；汽車(chē)行業(yè)；瑕疵檢測(cè)；過(guò)程檢測(cè)

1.汽車(chē)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

汽車(chē)工業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及社會(huì)就業(yè)都起著至關(guān)重要的作用。而自動(dòng)化產(chǎn)品在汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上的使用也有著悠久的歷史，隨著自動(dòng)化水平的提高，生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)自動(dòng)檢測(cè)的要求也越來(lái)越高，單純的人力目測(cè)和一般工業(yè)傳感器已經(jīng)滿(mǎn)足不了自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的需求。

2.某汽車(chē)企業(yè)面臨的檢測(cè)困境及解決方案

某汽車(chē)企業(yè)采用國(guó)際最先進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)，是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)轎車(chē)的大型上市公司。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外造車(chē)技術(shù)，并結(jié)合自主研發(fā)，目前旗下品牌已經(jīng)形成了從入門(mén)級(jí)轎車(chē)至豪華轎車(chē)的完整產(chǎn)品線(xiàn)。從汽車(chē)零配件制造到整車(chē)生產(chǎn)，該車(chē)企擁有著完整的生產(chǎn)鏈，其中，整車(chē)產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)能20萬(wàn)輛，穩(wěn)居中國(guó)自主品牌中的高端轎車(chē)第一品牌的位置。

自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的很多工序都通過(guò)機(jī)器手臂來(lái)完成，所以在過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，如果車(chē)的位置出現(xiàn)偏差，就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械手臂無(wú)法正常工作，影響生產(chǎn)甚至出現(xiàn)安全事故。

針對(duì)這種情況，該車(chē)企采取了一些預(yù)防措施：

（1）采用一般工業(yè)傳感器（光柵）來(lái)檢測(cè)車(chē)的位置是否正確。但是光柵的作用單一，只能檢測(cè)車(chē)在運(yùn)轉(zhuǎn)線(xiàn)上的高低。對(duì)于特殊情況（平行錯(cuò)位）無(wú)法檢測(cè)。

（2）采用人工目視的檢測(cè)方法來(lái)分辨位置。由于工作環(huán)境惡劣、人工效率低下，同時(shí)還要考慮到人力成本的增加，人工目測(cè)只能作為最后的備選方案。

3.DMV視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)原理介紹

臺(tái)達(dá)DMV視覺(jué)系統(tǒng)的人性化影像界面友好，使用者可以輕松地完成設(shè)定，經(jīng)由400Mbps高速傳輸速率的IEEE1394數(shù)字?jǐn)z影機(jī)進(jìn)行圖片截取，取得影像后再交由DMV視覺(jué)控制器內(nèi)部高速精準(zhǔn)的視覺(jué)運(yùn)算處理系統(tǒng)執(zhí)行面積偵測(cè)、距離、計(jì)數(shù)、角度、瑕疵及斑點(diǎn)、圖形比對(duì)、字元辨識(shí)、坐標(biāo)、角度運(yùn)算和自動(dòng)尋邊量測(cè)等功能，滿(mǎn)足各式各樣的視覺(jué)檢測(cè)要求。

DMV視覺(jué)控制器內(nèi)建閃光燈定時(shí)輸出控制以及雙攝像機(jī)同步運(yùn)行功能，可以大幅降低視覺(jué)系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)成本，并且，通過(guò)現(xiàn)在最熱門(mén)的以太網(wǎng)絡(luò)、串口以及IO接口輸出方式可以將檢測(cè)完成的資料快速回傳至PLC以及各種類(lèi)型的上位機(jī)控制，讓DMV視覺(jué)系統(tǒng)能夠快速應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中。

4.DMV在該項(xiàng)目中使用到的檢測(cè)工具和硬件配置

在該項(xiàng)目中，客戶(hù)需要檢測(cè)定位銷(xiāo)是否插入到車(chē)底盤(pán)下的定位孔中。檢測(cè)思路是用強(qiáng)光把定位銷(xiāo)和車(chē)底盤(pán)連接部分打亮，然后用面積工具計(jì)算綠色工具框內(nèi)的黑色像素?cái)?shù)。

檢測(cè)原理：當(dāng)定位銷(xiāo)左右錯(cuò)位時(shí)，結(jié)合圖1和圖2來(lái)看，如果圖2中車(chē)底盤(pán)向右錯(cuò)位的話(huà)，則車(chē)底盤(pán)距離相機(jī)的位置會(huì)變短，這樣反應(yīng)到圖3的畫(huà)面中，定位孔就會(huì)上升至綠色的工具框內(nèi)，由于定位孔是凹陷的無(wú)法打亮，綠框內(nèi)的黑色像素就會(huì)超標(biāo)從而報(bào)警。如果底盤(pán)向右錯(cuò)位的話(huà)，那么另外一邊的相機(jī)可以同樣的原理完成檢測(cè)。

圖1相機(jī)安裝位置示意圖

圖2DMV內(nèi)部設(shè)置界面

圖3雙相機(jī)示意

在硬件方面，除了DMV視覺(jué)套裝和鏡頭外，客戶(hù)還選配了臺(tái)達(dá)10寸觸摸屏，該觸摸屏除了具有一般觸摸屏的功能外，還支持VGA信號(hào)的顯示，可以實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的使用情況并方便快捷地進(jìn)行調(diào)整。此外，臺(tái)達(dá)視覺(jué)系統(tǒng)具備豐富的通訊接口，可以很方便的和客戶(hù)的現(xiàn)有控制裝置進(jìn)行連接。

圖4電柜內(nèi)部接線(xiàn)圖

圖5觸摸屏安裝位置

5.使用效果

在加裝了臺(tái)達(dá)視覺(jué)系統(tǒng)之后，車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)定位不良漏檢的情況得到了根本性的改善，避免了定位不良的產(chǎn)品流轉(zhuǎn)到下一工位。相較于傳感器，視覺(jué)系統(tǒng)的適應(yīng)性更強(qiáng)，隨著工藝的改變，如果有其他的特殊定位不良產(chǎn)生，視覺(jué)系統(tǒng)可以隨時(shí)通過(guò)增加檢測(cè)工具的方式來(lái)解決。而相較于人工檢測(cè)，視覺(jué)系統(tǒng)屬于一次性投資，不僅節(jié)省了成本，還可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷地工作，提高了檢測(cè)效率。

6.視覺(jué)系統(tǒng)用于汽車(chē)行業(yè)的意義

汽車(chē)作為一種交通運(yùn)輸工具，對(duì)使用安全和生產(chǎn)安全的要求都很高，視覺(jué)系統(tǒng)的使用可以有效地檢測(cè)和預(yù)防不良品的產(chǎn)生。

在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上使用視覺(jué)系統(tǒng)，可以避免工人在惡劣的工作環(huán)境中超負(fù)荷的工作，有效地保護(hù)工人的身心健康，同時(shí)，還可以最大程度地降低企業(yè)的用工成本。

作者簡(jiǎn)介

陳世超，男，生于1984年12月12日，畢業(yè)于太原科技大學(xué)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任臺(tái)達(dá)集團(tuán)中達(dá)電通股份有限公司儀表產(chǎn)品處視覺(jué)應(yīng)用工程師，從事視覺(jué)產(chǎn)品在東北大區(qū)的推廣和技術(shù)支持工作，具有4年從事視覺(jué)產(chǎn)品的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。