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前言：

     現今，隨著汽車制造工藝的日益復雜，汽車制造商對零部件的質量也提出了更高的要求，面對激烈的市場競爭和客戶高標準的要求，制造商和零部件供應商們，必須借助高效可靠的檢測手段來避免不合格零部件的產生，這其中最值得關注的便是近年來發展迅速的機器視覺系統。本文借用邦納公司的P3、P4、iVu機器視覺系統分別介紹了 “機器視覺”技術在汽車制造業中的幾個應用實例，通過闡述其技術特點和所顯示的優越性，展現了這項新技術在汽車制造業的應用前景。

     美國邦納公司擁有強大的機器視覺系統，包括硬件設計、軟件開發、光源及配置。從單一的視覺檢測到視覺系統集成，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-相機，控制器，光源及支架；軟件系統：控制系統，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品和技術支持。

     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，優異的性能可適用于不同行業的不同需求，目前已廣泛應用在包裝、印刷、汽車、物流、制藥等等行業，下面以幾個典型的案例介紹邦納視覺系統在現代汽車制造行業應用。

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表面的反光強度區分出涂層的有無。

     傳感器： Banner P4 CORLOR視覺
 

圖一：分別對三個區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（表面某個區域無涂層）
 

     簡述：汽車密封條在生產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備的故障造成涂層漏噴，需要增加相應的檢測設備對涂層進行檢測，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的配比，使不同的涂層在反光上有一定的差異。

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量

     應用：通過P4 視覺產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
 

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，因此必須有一套嚴格的檢測手段來確保工件組裝的完整性，尤其是關鍵部位的零件，工業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置多種檢測程序并保存在相機內部，當生產不同的工件時調用相對應的檢測程序，一旦機器相機發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
 

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過嚴格檢驗，經檢驗合格后會打印上相應的字符標記，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信息），對不符合要求的零部件給出報警信號，系統會根據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

     應用：通過視覺系統的邊緣工具和測量工具來檢測汽車制動部件的位置尺寸，從而判斷是否發生偏移

     傳感器：Banner P4 視覺系統
 

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，視覺系統通過邊緣工具能夠準確測量出各個工件的坐標、相對距離、角度偏移、平行度等位置信息，用戶可以通過設置標準誤差來判斷產品是否合格，同時相機還可以通過竄口或者以太網將檢測數據發送給客戶端進行處理。

五：工作原理分析

圖十：Banner機器視覺系統構建圖
 

     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用，在實際應用構建中，基本系統構建大至是一致的，圖十給出了解決方案系統構建圖，下面分別對構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． 當工件到達指定位置之后，通過Banner QS30光電傳感器感應到工件到位，給機器相機發送出一個觸發信號；

     2． Banner P4機器相機收到觸發信號后開始進行圖像采集，采集生成圖像（光源可提供穩定的拍照環境）；

     3． 視覺傳感器根據事先設置好的程序對圖像進行分析，判斷是否為合格品，通過I/0或通訊將檢測結果發送給Banner BLC智能邏輯控制器；

     4． Banner BLC智能邏輯控制器根據檢測結果驅動現場執行裝置：（1）Banner TL50工業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據進行監控并實現簡單的控制作用；

     6． 監視器可顯示實時檢測畫面。

六：結論

     上文介紹的機器視覺系統采用了邦納機器視覺系統，操作簡便，性價比高是邦納公司一向傳統，很容易根據客戶現場的環境和客戶的要求來設計系統配置和外觀。另外，邦納還配有功能強大，易于開發的視覺軟件，專業而深入，為不同的用戶提供快捷周到的服務，靈活響應客戶的定制需求。

     該機器視覺系統有著非常成熟的應用，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，該系統現已成功運用于國內外多家汽車的生產線，不僅滿足用戶的現有需求，而且還為用戶預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，節省了巨大費用。