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個整車生產(chǎn)廠和2個動力總成廠，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)以百萬計套發(fā)動機與變速箱，而對這龐大數(shù)量的產(chǎn)品進行生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控絕非易事。當被監(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；運動機構(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)備累計達數(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，就第一時間組織了有關(guān)的視覺專家來進行會商?！鄙掀ㄓ脛恿偝芍圃旃こ滩康呢撠熑酥v道，“經(jīng)雙方共同對檢測標準及客觀干擾因素的交流與評估，最終達成了一致的見解以解決上述技術(shù)難點?！?/p>
在實際應用中，康耐視的機器視覺技術(shù)表現(xiàn)出了高超的檢測水準，完美應對了檢測挑戰(zhàn)。例如以機器人為運動載體，實現(xiàn)了100mm/s的速度對缸蓋表面區(qū)域進行掃描。在機器人運動過程中實時觸發(fā)拍照，單次檢測視野為30mm×40mm，整個檢測過程共計拍照120次，耗時約45秒。
在如此短時間內(nèi)實現(xiàn)100余次成功檢測，體現(xiàn)了康耐視智能相機在成像及處理過程中的卓越性能，同時也歸功于合理的照明系統(tǒng)，本項目的技術(shù)特點如下。
技術(shù)特點1：藍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的光學原理，選擇藍色波長作為光源，同時選取同軸光以加強光滑機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為表面的不平整性發(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)尺寸進行測量。
Patmax定位工具彌補位置精度不足
機器人在高速運動過程中觸發(fā)相機拍照，存在兩個不確定因素：1）機器人運動位置與觸發(fā)信號發(fā)出的同步問題；2）機器人運動的絕對精度問題。而這兩個不確定因素導致無法確保在同一個檢測位置的絕對重復性。
在現(xiàn)場，工程師們利用Patmax視覺工具在每次檢測前對目標視場做定位，有效地矯正了每次檢測的位置誤差?！癙atmax的運算效率非常高，可以在數(shù)十毫秒內(nèi)實現(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。
超高幀率及超強處理能力實現(xiàn)高頻檢測
“機器人以100mm/s速度進給，而相機觸發(fā)過程又不能停頓，為了保證圖像不存在拖影現(xiàn)象，那么一次曝光時間內(nèi)機器人運動不得超過圖像中一個像素的距離。” 上汽通用的技術(shù)工程師指出，“經(jīng)過理論計算，我們將曝光時間調(diào)整至0.4ms，在如此之短的曝光時間內(nèi)輔以合適的照明，康耐視智能相機仍可以呈現(xiàn)高質(zhì)量圖像?！?/p>
而在程序處理方面，除了利用Patmax定位找出檢測基準以外，還可以在極短時間內(nèi)執(zhí)行圖像預處理、blob提取、blob篩選及一系列排序，整個過程執(zhí)行時間不超過200ms。也正是因為康耐視智能相機具備如此強大的成像、運算能力，使得實現(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?！岸挥挟敊C器視覺可以做到絕對可靠，才可能盡可能減少人工的介入，實現(xiàn)真正的自動化?！鄙掀ㄓ脛恿偝芍圃旃こ滩康呢撠熑俗詈罂偨Y(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)洌蟠筇嵘宋覐S
