前言：
現(xiàn)今，隨著汽車制造工藝的日益復(fù)雜，汽車制造商對零部件的質(zhì)量也提出了更高的要求，面對激烈的市場競爭和客戶高標(biāo)準(zhǔn)的要求，制造商和零部件供應(yīng)商們，必須借助高效可靠的檢測手段來避免不合格零部件的產(chǎn)生，這其中最值得關(guān)注的便是近年來發(fā)展迅速的機器視覺系統(tǒng)。本文借用邦納公司的P3、P4、iVu機器視覺系統(tǒng)分別介紹了 “機器視覺”技術(shù)在汽車制造業(yè)中的幾個應(yīng)用實例，通過闡述其技術(shù)特點和所顯示的優(yōu)越性，展現(xiàn)了這項新技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用前景。
美國邦納公司擁有強大的機器視覺系統(tǒng)，包括硬件設(shè)計、軟件開發(fā)、光源及配置。從單一的視覺檢測到視覺系統(tǒng)集成，均可提供完整的視覺檢測方案。視覺檢測方案主要包括兩個方面：硬件系統(tǒng)-相機，控制器，光源及支架；軟件系統(tǒng)：控制系統(tǒng)，圖形用戶界面(GUI)和圖像分析算法。邦納提供所有這些影響視覺檢測成功的產(chǎn)品和技術(shù)支持。
2010年邦納公司全新推出了第五代視覺傳感器—iVu系列。與以往產(chǎn)品類型不同，iVu系列無需連接電腦，可依靠自身解摸屏進行程序設(shè)定，其精小的體型、強大的功能、獨特的外觀尤其適用于普通光電傳感器不能解決問題的場合，優(yōu)異的性能可適用于不同行業(yè)的不同需求，目前已廣泛應(yīng)用在包裝、印刷、汽車、物流、制藥等等行業(yè)，下面以幾個典型的案例介紹邦納視覺系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車制造行業(yè)應(yīng)用。
一．汽車密封條涂層視覺檢測
目的：通過視覺相機檢測汽車密封條的涂層及單雙層；
應(yīng)用：汽車密封條的涂層里摻有熒光劑，從而在紫外光的照射下能夠被視覺檢測出來，通過彩色相機的顏色二值化工具可以根據(jù)表面的反光強度區(qū)分出涂層的有無。
傳感器： Banner P4 CORLOR視覺
圖一：分別對三個區(qū)域進行顏色均值的測量
圖二：合格圖片（表面有涂層）
圖三：不合格圖片（表面某個區(qū)域無涂層）
簡述：汽車密封條在生產(chǎn)過程中為了提高其使用壽命，需要在其表面涂有透明的保護涂層，為了避免由于噴涂設(shè)備的故障造成涂層漏噴，需要增加相應(yīng)的檢測設(shè)備對涂層進行檢測，目前成熟的方案是在透明涂層中添加熒光劑，這樣在紫外光源的照射下涂層會有較明顯的反光，工業(yè)視覺能夠可靠的分辨出來，實際操作中機器視覺檢測可以時時檢測密封條表面的反光，在檢測到密封條表面缺少涂層時，機器相機會給出報警信號進行后處理工作。
以上的對涂層有無的檢測應(yīng)用，如果密封條上有兩層以上的涂層需要檢測，例如客戶需要檢測產(chǎn)品表面是一層涂層還是兩層涂層，則建議對熒光劑的摻雜比例或類型進行適當(dāng)?shù)呐浔龋共煌耐繉釉诜垂馍嫌幸欢ǖ牟町悺?
二、 汽車零部件漏裝視覺檢測
目的： 通過視覺檢測汽車零部件裝配質(zhì)量
應(yīng)用：通過P4 視覺產(chǎn)品的二值化工具分別檢測每個汽車零部件是否存在。
傳感器：Banner P4 視覺系統(tǒng)
圖四：合格圖片（汽車零部件安裝完整）
圖五：不合格圖片（某個零部件漏裝）
簡述：目前汽車零部件由于其復(fù)雜性，很大的一部分還是由人工進行裝配，由于人工裝配存在很大的不確定性，因此必須有一套嚴(yán)格的檢測手段來確保工件組裝的完整性，尤其是關(guān)鍵部位的零件，工業(yè)視覺相機可以同時對多個部位的零部件進行檢測，通過對各個裝配位置上輪廓、表面反光、尺寸等進行檢測之后，作出準(zhǔn)確判斷零部件是否缺失，另外，相機可以針對多種類型的工件設(shè)置多種檢測程序并保存在相機內(nèi)部，當(dāng)生產(chǎn)不同的工件時調(diào)用相對應(yīng)的檢測程序，一旦機器相機發(fā)覺有錯誤的零部件之時，給出報警信號進行后處理工作。
三.汽車零部件表面字符視覺檢測
目的： 通過視覺檢測表面字符有無
應(yīng)用：通過Banner iVu圖像傳感器的模板匹配工具檢測工件表面字符“P”的有無。
傳感器：Banner iVu-TG 視覺系統(tǒng)
圖六：合格圖片（表面有字符）
圖七：不合格圖片（表面無字符）
簡述：汽車零部件在提供使用前必須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗，經(jīng)檢驗合格后會打印上相應(yīng)的字符標(biāo)記，例如“P”（代表Pass）,因此在裝配使用該汽車零部件前，必須檢測零部件是否有字符“P”,從而避免有不合格零部件混入。
iVu圖像傳感器能可靠檢測出工件表面是否有字符（或者是打有二維碼及其它相關(guān)信息），對不符合要求的零部件給出報警信號，系統(tǒng)會根據(jù)收到的報警信號對工件進行剔除。
四．汽車制動部件位置尺寸視覺檢測
目的： 通過視覺檢測汽車制動部件的位置尺寸
應(yīng)用：通過視覺系統(tǒng)的邊緣工具和測量工具來檢測汽車制動部件的位置尺寸，從而判斷是否發(fā)生偏移
傳感器：Banner P4 視覺系統(tǒng)
圖八：合格圖片（個部件位置正確）
圖九：不合格圖片（剎車部件發(fā)生偏移）
簡述：在汽車組裝過程中，對零部件的位置有著極高的要求，這不僅包括每個零部件自身的安裝位置，還包括不同零部件之間的相對位置，視覺系統(tǒng)通過邊緣工具能夠準(zhǔn)確測量出各個工件的坐標(biāo)、相對距離、角度偏移、平行度等位置信息，用戶可以通過設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)誤差來判斷產(chǎn)品是否合格，同時相機還可以通過竄口或者以太網(wǎng)將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端進行處理。
五：工作原理分析
圖十：Banner機器視覺系統(tǒng)構(gòu)建圖
以上案例分別介紹了汽車零部件在制造過程中四個典型的檢測應(yīng)用，在實際應(yīng)用構(gòu)建中，基本系統(tǒng)構(gòu)建大至是一致的，圖十給出了解決方案系統(tǒng)構(gòu)建圖，下面分別對構(gòu)建圖中各個步驟及所用到的傳感器、PLC及其他部件進行一一說明：
1． 當(dāng)工件到達(dá)指定位置之后，通過Banner QS30光電傳感器感應(yīng)到工件到位，給機器相機發(fā)送出一個觸發(fā)信號；
2． Banner P4機器相機收到觸發(fā)信號后開始進行圖像采集，采集生成圖像（光源可提供穩(wěn)定的拍照環(huán)境）；
3． 視覺傳感器根據(jù)事先設(shè)置好的程序?qū)D像進行分析，判斷是否為合格品，通過I/0或通訊將檢測結(jié)果發(fā)送給Banner BLC智能邏輯控制器；
4． Banner BLC智能邏輯控制器根據(jù)檢測結(jié)果驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行裝置：（1）Banner TL50工業(yè)智能指示燈可簡單作為合格品/不合格品的報警指示，（2）剔除裝置在PLC的控制下對不合格品進行剔除動作；
5． Banner THM人機界面可對實時檢測的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控并實現(xiàn)簡單的控制作用；
6． 監(jiān)視器可顯示實時檢測畫面。
六：結(jié)論
上文介紹的機器視覺系統(tǒng)采用了邦納機器視覺系統(tǒng)，操作簡便，性價比高是邦納公司一向傳統(tǒng)，很容易根據(jù)客戶現(xiàn)場的環(huán)境和客戶的要求來設(shè)計系統(tǒng)配置和外觀。另外，邦納還配有功能強大，易于開發(fā)的視覺軟件，專業(yè)而深入，為不同的用戶提供快捷周到的服務(wù)，靈活響應(yīng)客戶的定制需求。
該機器視覺系統(tǒng)有著非常成熟的應(yīng)用，操作簡便，同時集合了邦納公司的光電傳感器、智能指示燈、PLC、HMI等等一系列的產(chǎn)品，為汽車零部件制造廠商提供完整的綜合解決方案，該系統(tǒng)現(xiàn)已成功運用于國內(nèi)外多家汽車的生產(chǎn)線，不僅滿足用戶的現(xiàn)有需求，而且還為用戶預(yù)留很多功能和升級空間，為用戶解決問題，減少很多人工成本，節(jié)省了巨大費用。
