机器人视觉检测使汽车生产跟上步伐

由于汽车制造的高度定制性，必须建立机器视觉检测系统以检测单个子组件的许多变体上的缺陷。

为了满足这一要求，集成商开发了复杂的系统，包括安装在固定框架上的众多摄像头，定位捕捉产品的许多图像，以达到质量保证的目的。在这些系统中使用多个摄像机和灯产生从不同角度和不同照明条件下可见的复杂组件图像。

这种视觉检测站不仅能够高效地检测汽车生产线上零部件的缺陷，而且通常只需几秒钟。但如今的汽车制造商要求在视觉检测过程中采用更灵活的方法，以解决越来越多的产品变体。

在这里，机器人的优点是前进。基于机器人的视觉检查部署了一个或多个机器人，其中包含安装在末端效果的摄像机和照明（图1），它自动移动到子组件的键检查点以检查特定功能。选择检查点后，可以将视觉软件进行编程为检查所呈现的任何后续产品的位置。如果必须在稍后阶段检查具有其相应的新检查点的另一种产品变体，则相机设置和重新编程需要比固定帧视觉检测系统更少的时间。

何时推荐基于机器人的视觉
据副总裁Mike Sirizotti说vista解决方案在美国，汽车制造商在决定是采用固定框架的视觉检测系统还是基于机器人的视觉检测系统时，必须考虑几个因素。一个关键的方面是评估检查系统的现有和未来需求，这涉及到确定可用于容纳检查解决方案的工厂地板面积的数量。其他可能决定选择哪个系统的更复杂的问题包括执行2D或3D检查的需要，需要检查的点的数量，周期时间，光学和分辨率要求，也许最重要的是，预算。

Shawn Campion，总裁兼首席执行官积分技术此外，补充说，确定是否可以用可见颜色或单色相机检查部分或组件，或者是否需要其他光谱响应相机，或者是必要的其他光谱响应摄像机是必要的。如果是，系统集成商必须确定是否在检查单元内的多个点处需要这些相机或以独特的位置使用。如果需要多个摄像机，则集成器必须确定机器人系统是否可以承载所需的有效载荷和相关的照明包，而不会干扰系统的运动学。

Sirizzotti说，一个多智能摄像机解决方案，一系列多种智能摄像机解决方案变得迅速，开发灵活的机器人解决方案是更好的选择。但他承认，决定取决于是否可以以这种方式检查部分或组装，无论是否可以满足适当的周期时间，以及机器人系统可以集成到现有的制造过程中。

其他情况可能只能容纳具有小足迹的系统。“虽然理想的解决方案可能包括机器人检查系统，但是由于相机和透视的视野可以量身定制，”Sirizzotti说，“如果空间受到限制，则可能需要采用固定解决方案，尽管可能需要在可以执行的检查类型中进行一些牺牲。“

利用现有的视力检查系统
汤姆布伦南，总统阿尔忒弥斯的愿景，同意Siriztotti和Campion那个空间和周期时间是决定采取哪种方法的关键。Brennan还希望在添加运动和机器人之前廉价地提高固定框架解决方案的灵活性和能力。

布伦南说:“如果所有的处理都在一台工业PC上完成，而且摄像头不是智能摄像头而是普通摄像头，那么更高的分辨率就可以在预算之内。”“此外，使用液体透镜以电子方式改变焦点或使用镜子可以缓解运动需求。”

布伦南指出，机器人系统可能是最佳选择，因为所需的分辨率和检查次数，或者当需要覆盖感兴趣区域的照明库过度或固定框架系统出现间隙问题时。

作为固定框架或机器人的系统的替代方案，Brennan表示，第三种选择是移动部分或组装本身，但这种方法是罕见的，因为现在必须考虑夹具。

然而，如果在其他地方的操纵部分，则可以在构建检查系统时利用该任务。“有时你需要的运动在进程的另一部分中存在，因此我们始终建议在添加运动系统和其他步骤之前在整个线上详细看，”Brennan说。

他引用了Artemis为一家汽车客户开发的固定框架挡风玻璃检测解决方案(图2)，利用现有的机器人系统移动该部件。布伦南说:“通过这样做，我们以最具成本效益和破坏性最小的方式解决了这个问题。”

Integleo的露营承认，虽然机器人电池确实提供了更大的灵活性，但它们也具有更高的实施和维护成本。例如，如果引入了新的部分或检查要求，则需要添加替代教学点（姿势），可能使用补充视觉工具集和替代光源和/或设置。

“机器人车载摄像机的光学封装的焦距和特征需要占所有检查，”露营说。“这有时需要两个工程资源 - 视力工程师和控制工程师 - 正在实施和实施测试系统，从而减慢和提高实施成本。

“机器人系统编程器还必须通过检查位置序列来避免机器人操纵器运动学，以避免奇点 - 或工作空间中的点，无论如何移动其关节，机器人都会失去其在给定方向上移动末端执行器的能力 -和机器人错误恢复，“露营继续。

Integro Technologies已经为汽车行业实施了许多电机和变速器装配验证单元。在最近的一个项目中，客户最初的目标是在现有的、空间严重受限的生产线上使用协作机器人进行多点检测，这些生产线的检测周期很短。通过一个完整的决策矩阵和讨论点，Integro和它的客户同意实施一个13摄像头固定安装检查系统。

在确定机器人的空间不足后，公司达到了决定，以便为所需的光学工作距离移动。另外，在生产线上分配限制窗口，用于机器循环时间，实现成本较低。

如果固定帧视觉解决方案跌倒，基于机器人的视觉系统解决了汽车制造商所需的许多检验要求。考虑到预期的汽车产品变体的数量以及子组件复杂性的相应增长，机器视觉OEM和集成商正在开发配备视野的机器人检查解决方案，这些方法甚至比以往更快地检测到最小的缺陷，比以往更准确。