隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，視覺檢測技術(shù)已越來越成熟，應(yīng)用領(lǐng)域已非常廣泛。據(jù)了解，采用盈泰德科技研發(fā)的視覺檢測技術(shù)進行工業(yè)缺陷檢測具有非接觸、低成本、自動化程度高等優(yōu)點，在缺陷檢測和防止缺陷產(chǎn)品方面提供很大的價值。

視覺檢測系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

視覺檢測通過一次拍攝可自動檢測多種規(guī)格尺寸、角度、面積等數(shù)據(jù)，具有檢測速度快、檢測精度高等優(yōu)勢，同時數(shù)據(jù)可自動上傳到生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，便于后續(xù)大數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量改善。應(yīng)用圖像分析和自動掃碼識別技術(shù)等，根據(jù)視覺系統(tǒng)判別的結(jié)果來智能控制現(xiàn)場工件定位和設(shè)備動作，可提高生產(chǎn)線的柔性和自動化程度。

目前盈泰德科技研發(fā)的視覺檢測系統(tǒng)除了應(yīng)用在產(chǎn)品尺寸數(shù)據(jù)測量外，還可取代人工定位和裝配作業(yè)。結(jié)合生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和工業(yè)控制軟件，能快速完成零件的自動識別與柔性定位，實現(xiàn)全自動生產(chǎn)。例如，利用視覺檢測系統(tǒng)檢測圖像中二維碼，可快速識別工件的件號名稱及規(guī)格，利用圖像處理系統(tǒng)對加工零件孔的特征識別，按其相對位置來自動修正安裝位置偏差，可消除零件加工誤差帶來的位置度偏移，實現(xiàn)生產(chǎn)裝配線的柔性化和自動化。

視覺檢測系統(tǒng)在電梯的應(yīng)用

深圳某電梯公司已在日常鈑金加工中推廣應(yīng)用視覺檢測系統(tǒng)，結(jié)合電梯廳門、轎底、托架與上梁鈑金生產(chǎn)線的自動化改造升級項目，將視覺檢測系統(tǒng)融入到生產(chǎn)線自動作業(yè)檢測環(huán)節(jié)，作為數(shù)沖與折彎工序的尺寸檢測與分析，完全取代人工檢測，如圖
1所示。

圖 1 折彎工序的尺寸檢測與分析

SPC軟件與視覺檢測系統(tǒng)的集成

用 SPC軟件與圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成，完成加工數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)報警監(jiān)控。以
SPC質(zhì)量分析軟件為基礎(chǔ)，將每一個檢測數(shù)據(jù)導(dǎo)入到加工數(shù)據(jù)庫內(nèi)，SPC可自動對產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)做統(tǒng)計與分析，展示數(shù)據(jù)分布圖、運行控制圖、差異統(tǒng)計表、工序加工能力指數(shù)，并對超出控制線的數(shù)據(jù)實時預(yù)警，對超差數(shù)據(jù)實施自動停機，達到控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目標，SPC電子看板如圖2所示。

圖 2 SPC電子看板

SPC質(zhì)量分析軟件將制程及產(chǎn)品中的大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的智能化信息，將西格瑪方法論應(yīng)用于生產(chǎn)的整個制程，讓工廠的管理、技術(shù)及操作人員運用軟件實施細化管理、精益操作，實時、詳盡地了解生產(chǎn)狀況，及時查找造成制程不穩(wěn)定的特殊原因并采取措施加以消除，確保制造過程受控以及檢測結(jié)果的準確性和可靠性。從根本上實現(xiàn)產(chǎn)品抽檢模式到過程控制模式的改變，提前預(yù)測制程的可能變化，避免問題的發(fā)生。產(chǎn)品加工SPC控制如圖
3所示。

圖 3 產(chǎn)品加工SPC控制

通過電子大屏幕實時反映生產(chǎn)過程波動狀況，以透明的質(zhì)量管理方式鞭策質(zhì)量管理人員，及時查找并消除制程不穩(wěn)定因素，同時將良好的受控質(zhì)量狀況直接展示給客戶。

視覺檢測系統(tǒng)在自動化改造中的應(yīng)用

鈑金零部件加工環(huán)節(jié)多，受設(shè)備加工精度、折彎系數(shù)、原材料材質(zhì)、厚度變化、人工操作偏差等因素影響，產(chǎn)品在多道折彎工序后，尺寸公差變動相對較大。尤其是零件的累計誤差波動更大，導(dǎo)致后續(xù)裝配工序找不到合適的定位基準，無法實現(xiàn)產(chǎn)品的裝配作業(yè)自動化。為解決裝配定位誤差大的難題，我們在產(chǎn)品自動在線檢測經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，也開始嘗試將視覺檢測系統(tǒng)應(yīng)用到產(chǎn)品的裝配定位作業(yè)中。利用視覺檢測系統(tǒng)快速、實時、準確、高效的優(yōu)勢，首先識別產(chǎn)品零件的特征和相對位置測量，將測量數(shù)據(jù)與理論尺寸做比較，計算出兩者的偏差和修正量。然后用工控機控制產(chǎn)線機械手自動定位到實際產(chǎn)品裝配坐標位置。

下面以圖4所示電梯廳門部件的實際生產(chǎn)為例，介紹視覺檢測系統(tǒng)在電梯廳門鉚螺母生產(chǎn)中的自動化改造。從圖4可以看出，廳門右側(cè)有4顆M6鉚接螺母需要裝配，為保證拉鉚螺母的鉚接強度，鉚接螺母與零件預(yù)沖孔的單邊間隙要求不超過
0.05mm。

圖 4 電梯廳門部件

廳門經(jīng)過剪板、數(shù)沖和多道折彎工序加工后，在折彎邊上的拉鉚螺母預(yù)沖孔的累計誤差比較大。經(jīng)過實際批量檢測，拉鉚螺母的預(yù)沖孔位置度累計誤差一般在
0.15mm以上。由于零件加工精度誤差問題很難改善，在先前規(guī)劃設(shè)計廳門自動化組裝線時，考慮到鉚接槍與工件干涉會引起產(chǎn)品返工報廢，鉚接螺母這道工序只能安排人工來操作。但在廳門自動裝配線改造運行后，操作工人為了跟上自動流水線的生產(chǎn)節(jié)拍，只能一刻不停地連續(xù)進行鉚螺母作業(yè)，由于勞動強度太大，人工不僅拖累整條線的正常生產(chǎn)節(jié)拍，而且作業(yè)環(huán)境不安全。所以廳門拉鉚螺母工序改成自動作業(yè)模式刻不容緩。

我們的改進方案是增加輔助視覺檢測系統(tǒng)，通過拍攝廳門圖像獲取拉鉚孔特征位置信息，檢測并計算拉鉚孔位置尺寸和角度，讓自動控制系統(tǒng)控制機械手和拉鉚機槍頭作動態(tài)位置修正，確保拉鉚槍與預(yù)沖孔的中心位置重合，實現(xiàn)自動鉚螺母作業(yè)。自動鉚螺母裝置如圖
5所示。

圖5 自動鉚螺母裝置

自動鉚螺母裝置包括基座、輸送裝置、廳門定位夾緊裝置、鉚螺母槍以及驅(qū)動鉚螺母槍三維運動的伺服驅(qū)動機構(gòu)，還設(shè)有向鉚螺母槍供給鉚螺母的送料機構(gòu)。

應(yīng)用視覺檢測系統(tǒng)后，好比給生產(chǎn)設(shè)備安了一雙眼睛，讓機器能自己看準廳門上預(yù)沖孔的位置，讓其自主按產(chǎn)品裝配位置實時變化，相應(yīng)調(diào)整機械手位置消除變動誤差，保證每一次動作，都能將鉚螺母自動準確移動至實際廳門預(yù)沖孔正上方。鉚螺母槍在拾取螺母后將其鉚定在板件上，從而消除了零件尺寸累計誤差導(dǎo)致的鉚螺母卡死現(xiàn)象。

在廳門板件上鉚螺母的首要作業(yè)內(nèi)容：首要使用振篩器運送軟管，將鉚接螺母持續(xù)不斷地向供料筒運送，然后機械手將鉚接螺母從供料筒底部的出口，轉(zhuǎn)移至鉚螺母槍的槍頭正下方，經(jīng)過視覺和主動操控體系定位到廳門預(yù)沖孔上方，同時移動鉚螺母槍并定位至同一條軸線上，鉚螺母槍下移、拾取螺母后，將其鉚定在廳門板件上，完結(jié)鉚螺母作業(yè)。

動作過程：該設(shè)備使用時，當電梯的廳門板進入主動鉚螺母設(shè)備的作業(yè)范圍內(nèi)后，觸發(fā)光電感應(yīng)設(shè)備，操控體系宣布指令操控夾緊設(shè)備將廳門定位到固定方位，視覺檢測體系拍攝廳門定位圖畫，讀取檢測圖畫特征，利用圖畫處理體系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進行方位剖析，核算拉鉚槍位移批改量并主動補償，以消除零件加工差錯造成的定位誤差。本廳門設(shè)有左右兩套的主動鉚螺母體系，方位誤差可分別檢測、主動核算。主動操控履行體系依據(jù)誤差批改值和方位數(shù)據(jù)，操控直線氣缸和伺服體系驅(qū)動鉚螺母槍準確定位至實踐孔正上方。

鉚螺母槍就位后，觸發(fā)傳感器，工控機操控直線氣缸和搖擺氣缸驅(qū)動氣動手指下降和旋轉(zhuǎn)，直至坐落收放機構(gòu)的下方，收到傳感器到位信號后，操控氣動手指夾持鉚螺母，工控機接收到傳感器夾持結(jié)束的信號后，操控驅(qū)動氣動手指下降和旋轉(zhuǎn)，直至坐落鉚螺母槍的下方，鉚螺母槍拾取鉚螺母后，氣動手指打開后復(fù)位，鉚螺母槍將鉚螺母鉚定在預(yù)訂方位。

廳門主動鉚螺母設(shè)備使用視覺主動識別和操控后，代替了曾經(jīng)由人工來完結(jié)的作業(yè)，確保鉚螺母的準確率，大大提高了出產(chǎn)功率和出產(chǎn)的主動化程度。

結(jié)語

隨著“中國制造2025”持續(xù)推進，智能制造領(lǐng)域機遇與挑戰(zhàn)并存，特別是視覺檢測與自動控制技術(shù)綜合應(yīng)用前景廣闊，通過視覺智能檢測、分析、判斷、推理，并和智能機器融合起來，持續(xù)應(yīng)用到加工、裝配和質(zhì)量改善等環(huán)節(jié)，可實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備高度柔性化和自主控制。盈泰德科技研發(fā)的機器視覺檢測技術(shù)非常適合在鈑金加工行業(yè)中應(yīng)用，通過綜合運用上述方法，作用非常明顯，是一種極大提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量的先進制造技術(shù)。