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

堅固耐用的GigE工業(yè)相機，為多相機自動化應(yīng)用穩(wěn)健地提供高清成像，幫助產(chǎn)業(yè)邁向零缺陷檢測目標。對于汽車制造商而言，即使是最細微的錯誤也可能造成巨額損失，低質(zhì)量管理可能會造成產(chǎn)品召回并損壞品牌形象。這就是為什么現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)界要專于實現(xiàn)零缺陷的檢測目標；這是一項使命，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準。對汽車制造商及一級供應(yīng)商來說，要達成這些目標，測試設(shè)備系統(tǒng)至關(guān)重要。測試臺不僅要能完成產(chǎn)品檢測任務(wù)，還要成為一個定量反饋節(jié)點，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控制回路提供，該回路涉及定義、測量、分析、改進和控制生產(chǎn)過程的每個步驟。這個回路的控制，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，測試設(shè)備商在測試臺上使用工業(yè)相機以及自動光學(xué)檢測系統(tǒng)（AVI）。隨著機器視覺技術(shù)的成熟，傳感器、處理器以及軟件程序的進步，使得測試設(shè)備商能在更多且更加復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域部署機器視覺技術(shù)。圖1：ITgroup用多相機光學(xué)檢測系統(tǒng)進行駕駛桿檢測，使用協(xié)作機器人以及工業(yè)相機針對駕駛桿組件執(zhí)行一系列檢測任務(wù)，包括存在檢測、表面檢測、測量，以及圖像記錄。（圖片來源：ITgroup）現(xiàn)代測試設(shè)備確保高檢測精度圖2：多相機系統(tǒng)及3D機械臂檢測汽車保險杠的各種缺陷。（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、門板及保險杠給汽車代工廠（OEM）。近30年來，ITgroup一直為著名的一級汽車供應(yīng)商提供專用的模塊化測試設(shè)備及相關(guān)校準服務(wù)和設(shè)備整合。

ITgroup的豐富經(jīng)驗和客戶承諾，使其始終能夠提供最可靠和最準確的數(shù)據(jù)。無論是采用標準2D的檢測方法，或使用ITgroup最新的3D檢測平臺，均使用TheImagingSource的GigE工業(yè)相機將系統(tǒng)連接起來。ITgroup在測試設(shè)備中使用了多款TheImagingSourceGigE相機，相機分辨率從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，是因為它們在外形尺寸、可靠性和價格方面，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

圖3：TheImagingSourceGigE工業(yè)相機為多相機自動化應(yīng)用穩(wěn)健地提供高清成像。堅固耐用的GigE工業(yè)相機，為檢測過程中的多項任務(wù)提供圖像數(shù)據(jù)，包括存在檢測、表面檢測、測量以及數(shù)字照片檔案。GigE相機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，相機的標準以太網(wǎng)協(xié)議如GigEVision使它們能很容易地整合到現(xiàn)有系統(tǒng)中，簡化整合過程。相機使用帶PoE（以太網(wǎng)供電）的標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線，在相機和主機之間能實現(xiàn)長達100米的效果良好的長距離傳輸。HDR成像支持檢測系統(tǒng)彩色表面如裝飾物和油漆表面的品質(zhì)，常常是檢測標準的一部分，ITgroup經(jīng)常在其測試設(shè)備中使用彩色相機。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。這通常會導(dǎo)致圖像中最亮和最暗的區(qū)域出現(xiàn)高對比度區(qū)域。相機的高動態(tài)范圍（HDR）成像使用多個同步曝光，提供優(yōu)化的曝光，無論物體的對比度如何，都能產(chǎn)生良好的圖像細節(jié)。Troniarsky表示：“HDR支持我們的檢測系統(tǒng)，甚至能檢測出與標準值最微小的偏差，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)相機提供高分辨率HDR成像，使后端處理軟件能檢測出最小的標準偏差。（圖片來源：ITgroup）汽車門板是完成成品前必須嚴格檢查的零件之一。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，特別是高級房車，多為高功能密度的模組，且含有多項機械、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，意味著汽車制造商需要依靠模塊化設(shè)計，來實現(xiàn)符合成本效益且復(fù)雜的零件生產(chǎn)及測試。圖5：零缺陷制造：門板檢測臺的綜合圖像。GigE工業(yè)相機（圖片左下角）提供了大量圖像，在半秒內(nèi)進行處理，以確定產(chǎn)品是否合格。（圖片來源：ITgroup）根據(jù)檢測面板的類型和客戶的測試標準，多相機系統(tǒng)拍攝大量圖像，接著由成像軟件進行處理，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)練有素的技師負責(zé)刮痕、凹痕或錯位等缺陷的視覺檢測。然而，鑒于人工檢測的漏檢率較高，加上需要檢測的零件結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，自動光學(xué)檢測為實現(xiàn)零缺陷目標提供了有效方法。ITgroup標準的門板檢測系統(tǒng)采用3臺DFK33GP006（5MP，卷簾快門）GigE相機及1臺DFK33GX183（20MP，卷簾快門）GigE相機。Troniarsky表示，每個測試臺提供了“誤檢率<0.1%（總共通過大于100個不同的測試），終端客戶零投訴的”檢測結(jié)果。

多年來，此類測試設(shè)備的行業(yè)標準一直使用2D圖像處理來完成檢測任務(wù)。然而，2D技術(shù)存在局限性，例如，無法提供體積測量數(shù)據(jù)（有測量共平面度需求時）。幸運的是，實惠的處理器和增強的軟件程序，使開發(fā)人員能夠使用3D圖像數(shù)據(jù)，為測試設(shè)備的準確度和穩(wěn)固性開辟了新的可能。

3D成像為自動檢測提供高精度圖6：用于自動視覺檢測的3D成像：來自光場（全光）相機的3D與2D成像數(shù)據(jù)相結(jié)合，為復(fù)雜物體提供精確測量。（圖片來源：ITgroup）ITgroup最新的測試設(shè)備LumITXL，將光學(xué)3D和2D檢測結(jié)合起來，對門板模組、儀表板或保險杠等大尺寸物體進行檢測。結(jié)合HDVisionSystems公司的光場技術(shù)算法，ITgroup能從13臺相機（DMK33GX264e）中整合數(shù)據(jù)，創(chuàng)造一個單傳感器來提供高分辨率的3D點云。3D數(shù)據(jù)使LumITXL能夠檢測復(fù)雜的金屬表面，并減少遮擋——所有檢測都無需使用紅外光、閃光燈或激光。

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

自動檢測的未來發(fā)展在工業(yè)4.0時代，靈活的測試臺是必要的，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試參數(shù)。鑒于此，ITgrou