長(zhǎng)安福特汽車有限公司（以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)安福特）是一家具有跨地域和多品牌生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)能力的大型現(xiàn)代化汽車企業(yè)。近年來(lái)，長(zhǎng)安福特不斷引進(jìn)卓越的生產(chǎn)技術(shù)，無(wú)論是從發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)性表現(xiàn)。未來(lái)公司發(fā)展重點(diǎn)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(gè)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(cè)有無(wú)，或檢測(cè)零件是否放置到位。
圖1 料盒內(nèi)放入零件后需要相機(jī)來(lái)檢測(cè)有無(wú)和放置的位置是否到位
“此應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)在于，若采用人工檢測(cè)，一是對(duì)新品種需要一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，而且在此過(guò)程中，檢測(cè)的速度和質(zhì)量都存在一定的問(wèn)題；二是會(huì)增加人力成本。”長(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師表示，“對(duì)生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，面對(duì)產(chǎn)品的更新，機(jī)械工裝檢測(cè)改造很麻煩，而且儲(chǔ)備備件也是難題，一旦出現(xiàn)故障，沒有及時(shí)的應(yīng)對(duì)方法，只能停產(chǎn)維修，耽誤生產(chǎn)。另外，對(duì)于有些很細(xì)小的差別，無(wú)論是人眼還是工裝都沒有辦法檢測(cè)到。”
面對(duì)這些棘手的問(wèn)題，長(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師們需要找到一個(gè)最適用的解決方案。
“福特在國(guó)外的工廠很早就采用了康耐視的技術(shù)和產(chǎn)品，對(duì)該品牌很信任，所以在中國(guó)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(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師指出，“由于我們對(duì)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)。”
根據(jù)檢測(cè)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(jī)器將零件放入料盒，拍按鈕；PLC發(fā)信號(hào)給相機(jī)，觸發(fā)相機(jī)拍照；相機(jī)拍照后，運(yùn)行程序，將結(jié)果返給PLC，PLC再執(zhí)行下一步的指令；在每個(gè)工位都會(huì)裝有HMI設(shè)備，相機(jī)檢測(cè)的結(jié)果和圖片會(huì)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(cè)工具，給長(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師們留下了深刻的印象。“PatMax讓我們只需簡(jiǎn)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(gè)圖像模型就可以輕松完成工作。另外單個(gè)相機(jī)可以設(shè)置多個(gè)檢測(cè)程序和多個(gè)曝光時(shí)間，也能通過(guò)PLC調(diào)用不同的檢測(cè)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(cè)。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(jí)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(qiáng)大功能：
首先，相機(jī)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(jī)程序主要采用功能強(qiáng)大的電子表格，在檢測(cè)復(fù)雜零件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多次拍照和多次檢測(cè)。“在有些零件的檢測(cè)中我們發(fā)現(xiàn)，零件表面油脂對(duì)檢測(cè)有很大影響，通過(guò)增加一次觸發(fā)多次曝光的方法，解決了這一難題。”長(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師對(duì)此評(píng)價(jià)說(shuō)，“相機(jī)里可以存多個(gè)程序，針對(duì)類型比較多的情況，還可以通過(guò)PLC調(diào)取相應(yīng)類型的程序，很方便也很強(qiáng)大。”
圖2 PatMax既有定位作用，又有檢測(cè)的功能。
最后，相機(jī)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(xiàng)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(cè)等諸多需求，也極大方便了備件工作。該系列智能相機(jī)由堅(jiān)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(jí)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(cè)性能。
In-Sight視覺系統(tǒng)的出色表現(xiàn)，成功解決了長(zhǎng)安福特的檢測(cè)難題。“如今，汽車的需求量越來(lái)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(shí)解決了這兩大問(wèn)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。”長(zhǎng)安福特的設(shè)備工程師最后總結(jié)指出，“無(wú)論是檢測(cè)難度，還是檢測(cè)速度，在我們嚴(yán)格的項(xiàng)目驗(yàn)收下，康耐視相機(jī)都經(jīng)住了考驗(yàn)。”