工業(yè)相機(jī)提供數(shù)據(jù)助產(chǎn)業(yè)邁向零缺陷目標(biāo)

堅(jiān)固耐用的GigE工業(yè)相機(jī)，為多相機(jī)自動(dòng)化應(yīng)用穩(wěn)健地提供高清成像，幫助產(chǎn)業(yè)邁向零缺陷檢測(cè)目標(biāo)。對(duì)于汽車制造商而言，即使是最細(xì)微的錯(cuò)誤也可能造成巨額損失，低質(zhì)量管理可能會(huì)造成產(chǎn)品召回并損壞品牌形象。這就是為什么現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)界要專于實(shí)現(xiàn)零缺陷的檢測(cè)目標(biāo)；這是一項(xiàng)使命，以確保每件產(chǎn)品都能滿足質(zhì)量、可追溯性及透明度的最高標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)汽車制造商及一級(jí)供應(yīng)商來說，要達(dá)成這些目標(biāo)，測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)至關(guān)重要。測(cè)試臺(tái)不僅要能完成產(chǎn)品檢測(cè)任務(wù)，還要成為一個(gè)定量反饋節(jié)點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)并剔除問題產(chǎn)品。這種定量反饋由一個(gè)控制回路提供，該回路涉及定義、測(cè)量、分析、改進(jìn)和控制生產(chǎn)過程的每個(gè)步驟。這個(gè)回路的控制，主要靠系統(tǒng)數(shù)據(jù)。其中最為重要的數(shù)據(jù)是圖像數(shù)據(jù)。數(shù)十年來，測(cè)試設(shè)備商在測(cè)試臺(tái)上使用工業(yè)相機(jī)以及自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)（AVI）。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的成熟，傳感器、處理器以及軟件程序的進(jìn)步，使得測(cè)試設(shè)備商能在更多且更加復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域部署機(jī)器視覺技術(shù)。圖1：ITgroup用多相機(jī)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行駕駛桿檢測(cè)，使用協(xié)作機(jī)器人以及工業(yè)相機(jī)針對(duì)駕駛桿組件執(zhí)行一系列檢測(cè)任務(wù)，包括存在檢測(cè)、表面檢測(cè)、測(cè)量，以及圖像記錄。（圖片來源：ITgroup）現(xiàn)代測(cè)試設(shè)備確保高檢測(cè)精度圖2：多相機(jī)系統(tǒng)及3D機(jī)械臂檢測(cè)汽車保險(xiǎn)杠的各種缺陷。（圖片來源：ITgroup）制造控制回路由子零件供應(yīng)商開始，這些供應(yīng)商提供重要的次零件如操控桿、門板及保險(xiǎn)杠給汽車代工廠（OEM）。近30年來，ITgroup一直為著名的一級(jí)汽車供應(yīng)商提供專用的模塊化測(cè)試設(shè)備及相關(guān)校準(zhǔn)服務(wù)和設(shè)備整合。

ITgroup的豐富經(jīng)驗(yàn)和客戶承諾，使其始終能夠提供最可靠和最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。無論是采用標(biāo)準(zhǔn)2D的檢測(cè)方法，或使用ITgroup最新的3D檢測(cè)平臺(tái)，均使用TheImagingSource的GigE工業(yè)相機(jī)將系統(tǒng)連接起來。ITgroup在測(cè)試設(shè)備中使用了多款TheImagingSourceGigE相機(jī)，相機(jī)分辨率從5MP到20MP不等，具體視應(yīng)用需求而定。ITgroup總經(jīng)理IngmarTroniarsky表示：“我們之所以選擇TheImagingSource的GigE相機(jī)，是因?yàn)樗鼈冊(cè)谕庑纬叽纭⒖煽啃院蛢r(jià)格方面，都滿足了我們的應(yīng)用需求?！毙∏煽煽康母叻直媛蔊igE工業(yè)相機(jī)

圖3：TheImagingSourceGigE工業(yè)相機(jī)為多相機(jī)自動(dòng)化應(yīng)用穩(wěn)健地提供高清成像。堅(jiān)固耐用的GigE工業(yè)相機(jī)，為檢測(cè)過程中的多項(xiàng)任務(wù)提供圖像數(shù)據(jù)，包括存在檢測(cè)、表面檢測(cè)、測(cè)量以及數(shù)字照片檔案。GigE相機(jī)能夠高速傳輸大量數(shù)據(jù)，非常適合高分辨率和高速成像應(yīng)用。此外，相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議如GigEVision使它們能很容易地整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中，簡(jiǎn)化整合過程。相機(jī)使用帶PoE（以太網(wǎng)供電）的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線，在相機(jī)和主機(jī)之間能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)100米的效果良好的長(zhǎng)距離傳輸。HDR成像支持檢測(cè)系統(tǒng)彩色表面如裝飾物和油漆表面的品質(zhì)，常常是檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，ITgroup經(jīng)常在其測(cè)試設(shè)備中使用彩色相機(jī)。例如，在典型的車門生產(chǎn)過程中，就包含了多種材質(zhì)——油漆表面、金屬、平滑及無光澤的塑料、玻璃。這通常會(huì)導(dǎo)致圖像中最亮和最暗的區(qū)域出現(xiàn)高對(duì)比度區(qū)域。相機(jī)的高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）成像使用多個(gè)同步曝光，提供優(yōu)化的曝光，無論物體的對(duì)比度如何，都能產(chǎn)生良好的圖像細(xì)節(jié)。Troniarsky表示：“HDR支持我們的檢測(cè)系統(tǒng)，甚至能檢測(cè)出與標(biāo)準(zhǔn)值最微小的偏差，從而能更有效地檢出缺陷?！绷闳毕蓍T板的多相機(jī)系統(tǒng)圖4：現(xiàn)代化車門具有很高的功能密度，需要專門的測(cè)試設(shè)備來確保眾多系統(tǒng)都在公差范圍內(nèi)。GigE工業(yè)相機(jī)提供高分辨率HDR成像，使后端處理軟件能檢測(cè)出最小的標(biāo)準(zhǔn)偏差。（圖片來源：ITgroup）汽車門板是完成成品前必須嚴(yán)格檢查的零件之一。內(nèi)門板唯一功能為防漏和抗風(fēng)的日子已經(jīng)不復(fù)存在了；現(xiàn)代汽車門板，特別是高級(jí)房車，多為高功能密度的模組，且含有多項(xiàng)機(jī)械、電子及裝飾元件如鎖扣、環(huán)境照明、喇叭、車窗開關(guān)、后視鏡、鎖、飾板和面板。高功能密度加上日益?zhèn)€性化的產(chǎn)品趨勢(shì)，意味著汽車制造商需要依靠模塊化設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)符合成本效益且復(fù)雜的零件生產(chǎn)及測(cè)試。圖5：零缺陷制造：門板檢測(cè)臺(tái)的綜合圖像。GigE工業(yè)相機(jī)（圖片左下角）提供了大量圖像，在半秒內(nèi)進(jìn)行處理，以確定產(chǎn)品是否合格。（圖片來源：ITgroup）根據(jù)檢測(cè)面板的類型和客戶的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，多相機(jī)系統(tǒng)拍攝大量圖像，接著由成像軟件進(jìn)行處理，以確定例如膠珠、焊接螺絲、防顫材料、手把和按鈕等零件的存在、尺寸精度、位置和空隙。

過去，需要訓(xùn)練有素的技師負(fù)責(zé)刮痕、凹痕或錯(cuò)位等缺陷的視覺檢測(cè)。然而，鑒于人工檢測(cè)的漏檢率較高，加上需要檢測(cè)的零件結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)為實(shí)現(xiàn)零缺陷目標(biāo)提供了有效方法。ITgroup標(biāo)準(zhǔn)的門板檢測(cè)系統(tǒng)采用3臺(tái)DFK33GP006（5MP，卷簾快門）GigE相機(jī)及1臺(tái)DFK33GX183（20MP，卷簾快門）GigE相機(jī)。Troniarsky表示，每個(gè)測(cè)試臺(tái)提供了“誤檢率<0.1%（總共通過大于100個(gè)不同的測(cè)試），終端客戶零投訴的”檢測(cè)結(jié)果。

多年來，此類測(cè)試設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一直使用2D圖像處理來完成檢測(cè)任務(wù)。然而，2D技術(shù)存在局限性，例如，無法提供體積測(cè)量數(shù)據(jù)（有測(cè)量共平面度需求時(shí)）。幸運(yùn)的是，實(shí)惠的處理器和增強(qiáng)的軟件程序，使開發(fā)人員能夠使用3D圖像數(shù)據(jù)，為測(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性開辟了新的可能。

3D成像為自動(dòng)檢測(cè)提供高精度圖6：用于自動(dòng)視覺檢測(cè)的3D成像：來自光場(chǎng)（全光）相機(jī)的3D與2D成像數(shù)據(jù)相結(jié)合，為復(fù)雜物體提供精確測(cè)量。（圖片來源：ITgroup）ITgroup最新的測(cè)試設(shè)備LumITXL，將光學(xué)3D和2D檢測(cè)結(jié)合起來，對(duì)門板模組、儀表板或保險(xiǎn)杠等大尺寸物體進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)合HDVisionSystems公司的光場(chǎng)技術(shù)算法，ITgroup能從13臺(tái)相機(jī)（DMK33GX264e）中整合數(shù)據(jù)，創(chuàng)造一個(gè)單傳感器來提供高分辨率的3D點(diǎn)云。3D數(shù)據(jù)使LumITXL能夠檢測(cè)復(fù)雜的金屬表面，并減少遮擋——所有檢測(cè)都無需使用紅外光、閃光燈或激光。

單個(gè)圖像通過NeuroCheck3D及HDVisionSystems的軟件進(jìn)行處理，并編譯成3D圖像。該系統(tǒng)生成的高密度點(diǎn)云可以呈現(xiàn)精確的圖像分辨率，從而實(shí)現(xiàn)極其精確的測(cè)量結(jié)果和穩(wěn)健的缺陷檢測(cè)。

自動(dòng)檢測(cè)的未來發(fā)展在工業(yè)4.0時(shí)代，靈活的測(cè)試臺(tái)是必要的，越來越多的定制和小批量需求，意味著制造商需要更頻繁地改變測(cè)試參數(shù)。鑒于此，ITgrou