机器视觉在汽车制造业中的应用

在汽车制造业中的应用

用于图像识别的机器视觉系统的检测原理虽然与以上表面缺陷探测相似，但作用、目的完全不同。且相比之下，即使在国内汽车制造业中的应用也较前两个领域为多。

现代工业则已越来越多地采取让最终产品、甚至半成品（零部件）带有用于识别的一维、二维条码。在大批量生产条件下，如何对它们识别、判断？若依靠人工肉眼检查，不但劳动强度大，也难免错检漏判。另一方面，在生产线、特别是其中那些装配工序的运行中，为正确完成规定的要求，往往也需解读一维、二维条码或识别某些印刷字体；此外，很多情况下，对零件的姿态、位置（方向）也必须进行辨识，特别在采用选择装配方式时。电子标签也是近年发展起来的一项新技术，它采用机器视觉的识别技术，将涉及发动机的各种质量信息通过读写器无线写入标签或读出。在有些发动机生产线的输送装置（托盘）上安装有一个电子标签，而每个加工或装配工位则布置有一个读写器。读写器与PLC或计算机相连。

1. 活塞在缸体内的装配

图像识别技术在用于“活塞—缸体装配工序”时，其主要环节包括：判断缸体到位并做好检测准备；探测缸体上缘（准确到位的标志），如果未发现该特征部分，即发出报警信号；在检测系统中建立坐标系；识别这样三项内容：活塞的有无，活塞位置的正确性（确切地讲是“方位”），活塞顶部表面的标识和字符——用于表明型号、选择装配时的组别及其他相关含义。

整个检测、识别过程如下：发动机被翻转、装入活塞，输送系统使发动机随托盘向检测工位移动；当发动机即将到达检测工位时，由电子标签读写器验明其“身份”，然后发信号给PLC；而当发动机到达检测工位，接近开关触发，PLC给机器视觉系统发出工作指令；如果活塞在缸体内的装配正确，视觉系统发信给PLC，然后写入电子标签，发动机继续流向下一工位。如果活塞装配有错，则视觉系统提示PLC，并通过人机界面报警，显示屏将指示哪一缸的活塞装配有错、何种错误。操作者确认检测结果后，通过使人机界面PLC发出指令将结果写入电子标签，并且将发动机直接输送到返修区域进行返修。整个检测过程全部自动完成，只是在出现装配错误、发出报警时才由人工干预。

2.主轴承盖在缸体上的装配

在四缸发动机的缸体生产线，主轴承盖在缸体上的装配是又一个典型示例。5个主轴承盖的前端部呈不同的台阶状，各不相同。通过每个零件上的数字标识，按规定顺序和方向安装。由于零件混杂、数量又大，常发生错装现象，导致下道工序产生废品。

为此，在生产线的拧紧装配工位和翻转工位之间设置一检测工位，通过自动识别，判断装配结果的正确性。若全部正确，则缸体继续流向下一工位，否则报警并给PLC发出指令，使生产线停机，将有问题的缸体下线返修。为了适应1件/min的装配节拍，采用在缸体移动过程中检测，2个光电视觉传感器分别前后布置在生产线的上方和一侧。前一个为零件定位传感器，用以自动准确地触发采样，后一个用于动态识别5个主轴承盖的表面几何形状。根据预先置入的各主轴承盖特征参数和采集到的传感器输出信号，可确定是否装错并指示具体出错位置。

整个检测、识别过程为：缸体在完成主轴承盖的拧紧工序后，沿辊道向检测工位移动，而两侧导轨的约束作用，保证了零件自动找正位置。当进入检测工位时，定位传感器首先探测到第1主轴承盖边缘，随即由另一个传感器识别其前端部的几何形状，经控制器采样、处理；然后缸体继续前移，对第2至第5个主轴承盖进行探测和识别。通过与预置值比较，就可对有否错装零件做出判断。每次探测都有计数和显示，整个检测过程在缸体输送移动中完成，不必额外增加检测时间。