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上汽通用汽車有限公司擁有別克、雪佛蘭、凱迪拉克三大汽車品牌，4個(gè)整車生產(chǎn)廠和2個(gè)動力總成廠，是中國汽車工業(yè)的重要領(lǐng)軍企業(yè)之一，產(chǎn)品覆蓋了從高端豪華車到經(jīng)濟(jì)型轎車各梯度市場。

動力總成系統(tǒng)作為汽車的“心臟”，是車輛生產(chǎn)制造過程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量把控非常嚴(yán)格。視覺檢測是上汽通用動力總成工廠重要的質(zhì)量把控手段，上汽通用動力總成車間為整車平臺提供數(shù)以百萬計(jì)套發(fā)動機(jī)與變速箱，而對這龐大數(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。上汽通用動力總成制造工程科室對視覺檢測的可靠性提出了規(guī)范性要求。第一，不能將缺陷判定為合格；第二，對合格工件的一次識別率要達(dá)到99.9%。

而真正將視覺檢測用在產(chǎn)品表面質(zhì)檢中，還必須解決很多問題，如：產(chǎn)品表面殘留物影響；運(yùn)動機(jī)構(gòu)的定位精度問題；檢測節(jié)拍要求高，被檢測區(qū)域大；被檢測特征微小，測量精度要求達(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。目前在上汽通用動力總成生產(chǎn)線使用康耐視視覺設(shè)備累計(jì)達(dá)數(shù)百臺?？的鸵曇曈X產(chǎn)品靈活的硬件搭配以及智能的軟件平臺，使得開發(fā)一套滿足上海通用檢測要求、可靠的視覺系統(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需求時(shí)，就第一時(shí)間組織了有關(guān)的視覺專家來進(jìn)行會商?！鄙掀ㄓ脛恿偝芍圃旃こ滩康呢?fù)責(zé)人講道，“經(jīng)雙方共同對檢測標(biāo)準(zhǔn)及客觀干擾因素的交流與評估，最終達(dá)成了一致的見解以解決上述技術(shù)難點(diǎn)?！?/p>

在實(shí)際應(yīng)用中，康耐視的機(jī)器視覺技術(shù)表現(xiàn)出了高超的檢測水準(zhǔn)，完美應(yīng)對了檢測挑戰(zhàn)。例如以機(jī)器人為運(yùn)動載體，實(shí)現(xiàn)了100mm/s的速度對缸蓋表面區(qū)域進(jìn)行掃描。在機(jī)器人運(yùn)動過程中實(shí)時(shí)觸發(fā)拍照，單次檢測視野為30mm×40mm，整個(gè)檢測過程共計(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，體現(xiàn)了康耐視智能相機(jī)在成像及處理過程中的卓越性能，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比度圖像

合理利用光波波長越短反射性越強(qiáng)的光學(xué)原理，選擇藍(lán)色波長作為光源，同時(shí)選取同軸光以加強(qiáng)光滑機(jī)加工平面上的光線反射，光線經(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因?yàn)楸砻娴牟黄秸园l(fā)生漫反射，光線經(jīng)漫反射發(fā)散后只有少部分返回鏡頭，從而在畫面中呈現(xiàn)暗色。

超高的對比度可以輕易的通過Blob視覺工具將缺陷提取出來，并對相關(guān)尺寸進(jìn)行測量。

Patmax定位工具彌補(bǔ)位置精度不足

機(jī)器人在高速運(yùn)動過程中觸發(fā)相機(jī)拍照，存在兩個(gè)不確定因素：1）機(jī)器人運(yùn)動位置與觸發(fā)信號發(fā)出的同步問題；2）機(jī)器人運(yùn)動的絕對精度問題。而這兩個(gè)不確定因素導(dǎo)致無法確保在同一個(gè)檢測位置的絕對重復(fù)性。

在現(xiàn)場，工程師們利用Patmax視覺工具在每次檢測前對目標(biāo)視場做定位，有效地矯正了每次檢測的位置誤差?！癙atmax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

“機(jī)器人以100mm/s速度進(jìn)給，而相機(jī)觸發(fā)過程又不能停頓，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)動不得超過圖像中一個(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)過程執(zhí)行時(shí)間不超過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次的檢測需求成為可能。

部分程序截圖(區(qū)域一)

機(jī)器視覺系統(tǒng)提高了生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度?！岸挥挟?dāng)機(jī)器視覺可以做到絕對可靠，才可能盡可能減少人工的介入，實(shí)現(xiàn)真正的自動化。”上汽通用動力總成制造工程部的負(fù)責(zé)人最后總結(jié)道，“上汽通用汽車動力總成裝配線統(tǒng)一使用康耐視設(shè)備后，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)質(zhì)量的自動檢測，使得可靠性與智能化兼?zhèn)?，大大提升了我廠