上汽通用汽車(chē)有限公司擁有別克、雪佛蘭、凱迪拉克三大汽車(chē)品牌，4個(gè)整車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)和2個(gè)動(dòng)力總成廠(chǎng)，是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的重要領(lǐng)軍企業(yè)之一，產(chǎn)品覆蓋了從高端豪華車(chē)到經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)各梯度市場(chǎng)。
動(dòng)力總成系統(tǒng)作為汽車(chē)的"心臟"，是車(chē)輛生產(chǎn)制造過(guò)程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量把控非常嚴(yán)格。視覺(jué)檢測(cè)是上汽通用動(dòng)力總成工廠(chǎng)重要的質(zhì)量把控手段，上汽通用動(dòng)力總成車(chē)間為整車(chē)平臺(tái)提供數(shù)以百萬(wàn)計(jì)套發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱，而對(duì)這龐大數(shù)量的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控絕非易事。當(dāng)被監(jiān)控對(duì)象數(shù)量增大，其之間的差異性必將體現(xiàn)，這就增大了視覺(jué)應(yīng)用的難度。
不接受、不制造、不傳遞缺陷是上汽通用所秉承的企業(yè)文化。上汽通用動(dòng)力總成制造工程科室對(duì)視覺(jué)檢測(cè)的可靠性提出了規(guī)范性要求。第一，不能將缺陷判定為合格；第二，對(duì)合格工件的一次識(shí)別率要達(dá)到99.9%。
而真正將視覺(jué)檢測(cè)用在產(chǎn)品表面質(zhì)檢中，還必須解決很多問(wèn)題，如：產(chǎn)品表面殘留物影響；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位精度問(wèn)題；檢測(cè)節(jié)拍要求高，被檢測(cè)區(qū)域大；被檢測(cè)特征微小，測(cè)量精度要求達(dá)到0.03mm等。
而康耐視作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的視覺(jué)設(shè)備制造商，與上汽通用有著良好的合作關(guān)系。目前在上汽通用動(dòng)力總成生產(chǎn)線(xiàn)使用康耐視視覺(jué)設(shè)備累計(jì)達(dá)數(shù)百臺(tái)?？的鸵曇曈X(jué)產(chǎn)品靈活的硬件搭配以及智能的軟件平臺(tái)，使得開(kāi)發(fā)一套滿(mǎn)足上海通用檢測(cè)要求、可靠的視覺(jué)系統(tǒng)成為可能。
"康耐視一直是上汽通用可靠的合作伙伴，在得知我們有高難度的檢測(cè)需求時(shí)，就第一時(shí)間組織了有關(guān)的視覺(jué)專(zhuān)家來(lái)進(jìn)行會(huì)商。"上汽通用動(dòng)力總成制造工程部的負(fù)責(zé)人講道，"經(jīng)雙方共同對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及客觀(guān)干擾因素的交流與評(píng)估，最終達(dá)成了一致的見(jiàn)解以解決上述技術(shù)難點(diǎn)。"
在實(shí)際應(yīng)用中，康耐視的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)表現(xiàn)出了高超的檢測(cè)水準(zhǔn)，完美應(yīng)對(duì)了檢測(cè)挑戰(zhàn)。例如以機(jī)器人為運(yùn)動(dòng)載體，實(shí)現(xiàn)了100mm/s的速度對(duì)缸蓋表面區(qū)域進(jìn)行掃描。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)觸發(fā)拍照，單次檢測(cè)視野為30mm×40mm，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程共計(jì)拍照120次，耗時(shí)約45秒。
在如此短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)100余次成功檢測(cè)，體現(xiàn)了康耐視智能相機(jī)在成像及處理過(guò)程中的卓越性能，同時(shí)也歸功于合理的照明系統(tǒng)，本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)如下。
技術(shù)特點(diǎn)1：藍(lán)色同軸光照明形成高對(duì)比度圖像
合理利用光波波長(zhǎng)越短反射性越強(qiáng)的光學(xué)原理，選擇藍(lán)色波長(zhǎng)作為光源，同時(shí)選取同軸光以加強(qiáng)光滑機(jī)加工平面上的光線(xiàn)反射，光線(xiàn)經(jīng)鏡面反射從而完全回到鏡頭，形成明亮的背景；而縮孔表面的入射光線(xiàn)因?yàn)楸砻娴牟黄秸园l(fā)生漫反射，光線(xiàn)經(jīng)漫反射發(fā)散后只有少部分返回鏡頭，從而在畫(huà)面中呈現(xiàn)暗色。
超高的對(duì)比度可以輕易的通過(guò)Blob視覺(jué)工具將缺陷提取出來(lái)，并對(duì)相關(guān)尺寸進(jìn)行測(cè)量。
Patmax定位工具彌補(bǔ)位置精度不足
機(jī)器人在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中觸發(fā)相機(jī)拍照，存在兩個(gè)不確定因素：1）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)位置與觸發(fā)信號(hào)發(fā)出的同步問(wèn)題；2）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)精度問(wèn)題。而這兩個(gè)不確定因素導(dǎo)致無(wú)法確保在同一個(gè)檢測(cè)位置的絕對(duì)重復(fù)性。
在現(xiàn)場(chǎng)，工程師們利用Patmax視覺(jué)工具在每次檢測(cè)前對(duì)目標(biāo)視場(chǎng)做定位，有效地矯正了每次檢測(cè)的位置誤差。"Patmax的運(yùn)算效率非常高，可以在數(shù)十毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高四十分之一亞像素級(jí)別的定位，它是一種完美的定位工具。" 上汽通用的技術(shù)工程師表示。
超高幀率及超強(qiáng)處理能力實(shí)現(xiàn)高頻檢測(cè)
"機(jī)器人以100mm/s速度進(jìn)給，而相機(jī)觸發(fā)過(guò)程又不能停頓，為了保證圖像不存在拖影現(xiàn)象，那么一次曝光時(shí)間內(nèi)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)不得超過(guò)圖像中一個(gè)像素的距離。" 上汽通用的技術(shù)工程師指出，"經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，我們將曝光時(shí)間調(diào)整至0.4ms，在如此之短的曝光時(shí)間內(nèi)輔以合適的照明，康耐視智能相機(jī)仍可以呈現(xiàn)高質(zhì)量圖像。"
而在程序處理方面，除了利用Patmax定位找出檢測(cè)基準(zhǔn)以外，還可以在極短時(shí)間內(nèi)執(zhí)行圖像預(yù)處理、blob提取、blob篩選及一系列排序，整個(gè)過(guò)程執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)200ms。也正是因?yàn)榭的鸵曋悄芟鄼C(jī)具備如此強(qiáng)大的成像、運(yùn)算能力，使得實(shí)現(xiàn)每秒鐘4-5次的檢測(cè)需求成為可能。
部分程序截圖(區(qū)域一)
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)提高了生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。"而只有當(dāng)機(jī)器視覺(jué)可以做到絕對(duì)可靠，才可能盡可能減少人工的介入，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。"上汽通用動(dòng)力總成制造工程部的負(fù)責(zé)人最后總結(jié)道，"上汽通用汽車(chē)動(dòng)力總成裝配線(xiàn)統(tǒng)一使用康耐視設(shè)備后，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)，使得可靠性與智能化兼?zhèn)洹?/span>
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