文档介绍：机器视觉的用武之地--现代汽车制造业
概述 
自上世纪90年代初作为一项新技术进入实用阶段以来,机器视觉经过10多年的完善和发展,应用领域已日趋扩大。其在发达工业国家的应用较为普及,尤其在半导体和电子行业,约占总体应用的40~50%。而在国内,机器视觉产品的推出和应用尚处于起步期。随着其优越性的逐渐凸显,该技术已在包括汽车制造业在内的批量生产企业中获得越来越多的运用,应用前景广阔。 
机器视觉是利用图像摄取装置(分CCD和CMOS两种),将目标转换成图像信号,传送给专用的处理系统后,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统通过对这些信号进行各种运算,抽取出目标的特徵,进而根据判别的结果来完成各种运作。它具有非接触、高速度、工作范围大、获得信息丰富等优点。因其易于实现信息集成,故也成为制造业信息化中的一项基础技术。 
机器视觉可用于标志识别、工况监视、产品(零部件)检验和质量控制等领域,对提高生产效率和自动化程度发挥很大作用。从技术层面看,机器视觉的主要功能可归纳为两项,即辨识和检测。 
辨识功能的应用 
辨识,亦称自动识别。相对而言,现代汽车制造业对机器视觉的辨识功能开发、利用最多。由此带来了制造过程柔性化程度的提高,加工可靠性和产品可追溯性的强化。 
、读码、可追溯性 
随着国家汽车召回制度的出台,如何有效地实现产品的可追溯性已成当务之急。相比用于商品识别的条形码,二维码包含信息更多,于是,企业进一步采取为重要零部件打上二维码的方式,将其包含的件号、批次等重要质量信息,经读数头识别采集后送至中央监控室的服务器。 
然后,再结合各总成和整车上的条形码,一旦有需要,就可方便地查询,迅速、准确地进行针对性的质量追溯。而读数头对二维码的解读,正是利用了机器视觉的图像识别功能。 
此外,通过读取工件上的二维码,还可控制生产操作和作业过程。例如,发动机缸体的轴承档与压入的轴瓦,采用的是选择装配方式,即两者都按测量结果进行分组(一般分3~5组),然后一一对应地进行压装。为了提高生产效率和杜绝错装,在成品缸体所打的二维码中,包含了第1~5轴瓦档(若为四缸发动机)的组别信息。 
当工件在发动机装配线上移至某一工位时,设置的读数头即自动读码,工位外侧根据组数有3~5排盛放不同组别的轴瓦槽,前部有一指示灯。按1~5的压装顺序,操作工人根据指示灯提示,取出对应的轴瓦放入轴承档,显然,代表不同组别的指示灯的先后闪烁取决于读取二维码中相关信息后发出的控制信号。 
 
为防止批量生产条件下作业工程(如:汽车发动机的装配工序)出现诸如零件错装/漏装,安装不到位及其他问题,必须提高作业的可靠性。建立在机器视觉辨识功能基础上的各种有针对性的自动识别系统,对提高作业可靠性相当有效。以下举2个典型案例。 
1. 活塞-连杆组件在缸体内的装配 

该自动识别系统的主要环节为:首先判断缸体是否已到位,并做好准备,其方法是探测缸体上缘(准确到位的标志),如果未发现该特徵部分,即发出报警信号。然后,对以下3项内容进行自动识别:;(确切地讲是“周向方位”);(用于表明型号、选配时的组别及其它相关含义)与安装的缸体是否一致。 
整个识别过程如下:发动机被翻转、装入活塞,输送系统使发动机随托盘向自动识别工位移动;当发动机即将到达时,先由二维码读数头验明其“身份”,然后发信号给PLC;一旦发动机到达自动识别工位,接近开关触发,PLC向机器视觉系统发出工作指令。如果活塞已安放在缸体内,其标识和字符与要求的型号、组别等完全一致,且装配正确、即“周向方位”在规定范围内,则视觉系统发信给PLC,令发动机流向下一工位。 
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误以及属何种错误。操作者确认识别的结果后,通过人机界面向PLC发出指令,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。 
关于活塞位置的正确性,即“周向方位”的含义,如图1。在活塞底部(白色形象)的上方有个箭头,它必须位于图示位置,即处于与被安放的缸体(黑色形象)4个缸孔的中心线相一致的状态。活塞置于机器视觉探头之下时,通过一个圆框来判别箭头是否处在正确位置。
 
图1 活塞安放位置正确性的识别
2. 汽车车灯出厂前检验 
各种车用灯具的日产量往往高达几千只。产品出厂前的检验一般包括判别2个螺丝的定向,测定拧入深度(),并要求检查塑料垫圈、挡水片,以及垫片是否安装正确,还要求记录刻印在塑料座上的产品型号。 
为此,