汽车零部件自动化装配过程的视觉检测和条码追溯

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【编者按】TRW是全球汽车安全产品供应商，作为最大的汽车供应商，致力于提供安全保障。TRW在全球服务于40多个主要汽车生产商以及250多个品牌，在其产品的相关领域里一直出于领先地位。TRW公司主要生产汽车安全产品如汽车安全带和安全气囊，其用户为众多知名汽车品牌，如上海大众、上海通用、上汽制造、长安福特、一汽大众、北京奔驰－戴克、华晨宝马、安徽奇瑞等知名汽车生产企业。

TRW 拥有最广泛的产品线，生产先进的制动系统，转向和悬架；以及复杂的乘员安全系统，包括安全气囊、安全带和方向盘。TRW在全球有超过65000个员工工作于超过185个办公地点，遍布全球各大汽车集中制造地区。

挑战

TRW需要在汽车零部件自动化装配线上检查元器件位置，测量元器件长度和角度，检测涂胶质量，这需要在电路板特定位置上进行定位、涂胶的动作。人工检测胶量和涂胶位置，以及是否有溢出等是并不精确，由于人工容易产生疲劳，难以保证质量始终如一。同时，电路板图像干扰易造成产品抖动，增加了人工检测的失误发生率。因此，在这个汽车刹车部件的自动化组装过程，包括一些元器件安装等全都由机械手替代操作员来完成。在精度要求更高的情况下，机器视觉的重要性就可想而知了。

同时，因为是自动化组装，还需要视觉检测设备能够与工厂PLC实现直接实时通讯。迈思肯的机器视觉平台Visionscape功能非常丰富，在这个自动化装备上，可以采用Visionscape的多个功能，例如Three Pt Locator，Rect Warp，Gray Morph Filter，Template Find，Dist2Pts Meas，VarAssign Step等等来实现全自动的检测和装备过程。除此之外，迈思肯还含有条码扫描器系列产品，可以在该视觉检测设备上实现条码追溯系统，以此来更好地满足客户的多方位的需求。

图1 ，维鲸视统视觉检测系统，内置迈思肯的多台智能相机

解决方案

维鲸视统作为迈思肯的优质合作伙伴，具有专业的机器视觉和自动化开发方案，依据客户的实际生产和测试工艺需求，设计并提供专业的视觉检查设备和自动化生产设备。维鲸视统选择了迈思肯的Vision Hawk智能相机和QX-Hawk成像式读码器，因其不需要通过第三方软件就可以实现相机与PLC的直接通讯。维鲸视统的软件工程师们把迈思肯的Vision Hawk与PLC、PC软件完美地接合成一体, 运用Visionscape软件中的Link to External Data功能，可以直接将数据传输给AB PLC，而mask工具将不需要检测的部分屏蔽，排除误报的可能，不用外接过多的线（无需IO硬件通信）即可做到完善的视觉检测系统。同时，Visionscape的尺寸测量工具可以有效地做到对于角度和长度的计算和测量。

图2 机器手上装备了Vision HAWK进行组装产品定位视觉检测

系统设置

整个机械结构也区别于以往的流水线，采用了转盘结构，更合理的利用机械手，更节省空间和人力，维护也更为方便，操作员所要做的就是开机，放入待组装产品，拿出组装好的产品。其主要流程为5个feeder将5种不同的元器件输送到待加工位，housing放入后由QX-HAWK读取产品条码再通过转盘到达待加工位，三台机械手依次将元器件插入housing，然后经过视觉检测合格后由压机压好产品，之后与另一站工位上cover组合之后经过烘箱，加热完成取出。视觉方面要做的检测分别是：元器件插入质量、针脚位置检查、cover上密封胶和冷却胶的覆盖率和位置检测。元器件插入质量检查需要检测包括元器件极性，位置以及是否有损坏等信息；针脚位置检查是对PCB上的针脚位置进行检测，这点尤其重要，因为PCB板针脚对应的针孔与针脚相差不大，因此针脚略微的弯折就会导致产品报废。最后，cover上密封胶和冷却胶的覆盖率和位置检测，是因为密封胶对于量的要求有一定的限制，且不允许有中断的产生、冷却胶的位置对应着产品上的元器件，这些都是通过视觉检测来判断。

整个系统包括不同工位总共6个Vision HAWK相机和2个QX-HAWK读码器，以及Hi-Brite光源组合。首先是一个空的housing的检测，检测是否有杂物之类的瑕疵，以及条码读取；第二站是所有元器件插入之后的位置极性等检测；第三站是尺寸和角度测量；之后是针脚位置度检测；涂胶的两站分别对密封胶和冷却胶分别做检测，以及条码读取。

结论

在这套视觉检测设备上安装了不同工位共6个Vision HAWK相机和2个QX-HAWK读码器，以及Hi-Brite光源组合。“我们选择迈思肯产品的主要原因有几点”，维鲸视统公司的工程师朱英杰谈到，“首先，迈思肯的产品比较全面，涵盖了条码扫描器和机器视觉产品，我们不仅采用了条码系统进行追溯，而且也应用了智能相机进行一些检测，同时，迈思肯还有一套完整的机器视觉光源产品，那么对于保证视觉检测的可靠性提供了保障。迈思肯的视觉产品软件使用简单，易于上手，在与工厂通讯中也比较方便，不需要特别的设计就可以实现。”在将来，维鲸视统公司还将对该系统进行功能优化，提高检测的整体性能。

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