机器视觉在汽车制造中的应用已经成熟

汽车制造业在采用自动化技术(包括机器视觉和机器人)方面一直处于领先地位，这是有充分理由的。由于更高质量的结构和先进的汽车系统，自动化的使用使大众更负担得起汽车，并且显着更安全，如果没有自动化技术的帮助，其中许多是不可能实现的。

鉴于汽车行业对自动化技术的采用，首次实现自动化的新应用程序的数量并没有推动视觉和其他先进自动化解决方案的采用，这也就不足为奇了。相反，汽车行业的增长更多地来自于生产线的重组和改造，而不是首次解决的新应用。如今，智能集成视觉系统简化了其设置和操作，正在推动视觉技术渗透到汽车市场，帮助汽车制造业在生产力和盈利能力方面达到新的高度。

交通堵塞的愿景

在装配或质量检查过程中使用视觉技术的汽车系统列表读起来就像维修手册中的目录，涵盖了汽车的各个方面，从底盘和动力系统到安全、电子、轮胎和车轮。在大多数情况下，机器视觉通过使用1-D和2-D条形码来跟踪产品并进行质量检查。但它也有助于组装产品。

发那科美国通用工业和汽车部门工程经理David Bruce表示:“我们今天解决的大多数应用都涉及材料处理，使用2d或3d视觉将零件和机架移动到装配线。”“但现在最流行的词是‘3d’。”

汽车制造业正在远离手工流程。几乎没有人留在工厂车间，机器人可能也会把他们带走。

布鲁斯说:“今天，汽车生产线上最后的手工工序之一包括零件进料、从垃圾箱中取出零件等等。”

在一些最先进的材料处理工作单元中，一个带有3-D传感器的机器人将零件从箱中取出并放在桌子上，这样另一个带有2-D视觉系统的机器人就可以轻松地拿起零件并喂给另一台机器、传送带或其他过程。Bruce还指出，臂端工具是垃圾箱拾取应用程序中最棘手的挑战之一;磁铁和真空效果最好。

布鲁斯说:“通过将视觉系统控制器直接集成到机器人上，而不是使用个人电脑，工程师们可以专注于机械工程方面的挑战，并开发一个带缓冲的垃圾箱拾取系统，以确保实现可接受的循环时间。”

视觉系统与机器人之间的紧密集成也使最终用户更容易训练工作站。“你可以为机器人拍摄7、8或10种不同姿势的照片，系统将指导你完成编程。或者，如果你在看一个大的零件，而这个零件不适合视野(在汽车制造中并不罕见)，你可以从零件的几个小视野中拍摄图像，机器人控制器可以确定零件的完整3d位置。”

3d视觉也增强了最新一类机器人组装:轻型机器人，也被称为协作机器人，因为它们的操作力低，能够在最小的安全系统下与人类一起工作。

虽然汽车行业正在增加协同视觉工作单元的数量，但“现在的杀手级应用是套件，”Bruce说。装配是将特定产品配置或组装的部件收集到垃圾箱中的过程。

实现完全可追溯性的途径

任何装配或组装任务都取决于进厂零件的质量和精度，这就是为什么跟踪和跟踪视觉应用对汽车行业如此重要的原因。Datalogic机器视觉/激光打标业务开发经理亚当•马尔表示:“根据美国国家公路交通安全管理局的数据，在过去31年里，汽车行业平均每售出1000辆汽车就有1115辆汽车被召回。”召回率可以超过1000，因为一辆车可以有多个召回。

Datalogic的应用工程主管和制造业产品专家Bradley Weber表示:“虽然我们看到了从检查到视觉引导机器人(VGR)的全面应用，但我们肯定看到了完全可追溯性的趋势。”“汽车最关键的部件一直都有可追溯性，但现在它无处不在。每个部件都被激光标记或喷丸，读取和跟踪。这是为Datalogic打开许多大门的部分原因，因为我们有许多类型的激光标记，视觉系统来验证这些标记，然后手持和固定条形码读取器在整个过程中读取和跟踪这些标记。”

根据Mull的说法，虽然一个制造工厂过去只生产一种类型的车辆，但今天的工厂要么为多种车辆生产零部件，要么组装不同的车辆。

消费者的需求推动了工厂对更多自动化的需求。韦伯说:“当你去经销商那里时，从仪表盘的颜色到车载电子设备，你的选择比几年前多得多。”“有了这些选择，原始设备制造商(oem)需要一个强大的制造执行系统，该系统可以从制造过程中的每个部分获取数据。”

随着机器可读代码出现在越来越多的组件上，它也为重新加工问题部件而不是废弃它们提供了可能性。

随着自动化和机器对机器通信继续模糊机器人，视觉，标记系统和生产设备之间的界限，制造商的好处是更易于使用，从而导致更多的机器视觉采用。

Matrox Imaging的产品经理Fabio Perelli表示，先进的视觉软件正在帮助新用户使用简单的流程图编程和自动采样图像采集来设置ID、VGR和检查程序。

更好的自动化集成也有助于培训工程师，为视觉和其他自动化解决方案提供更多机会。

马尔说:“在汽车行业，工程师们经常在气泡中工作。“每个人都在做自己的那部分项目。但是，随着一个系统与另一个系统的工作更加紧密，团队成员开始交叉授粉，这就为那些只知道智能摄像头如何使用嵌入式控制器和高级视觉或标记系统的工程师提供了机会。由于我们的系统都使用相同的软件环境，因此工程师可以无缝地从智能摄像头切换到嵌入式控制器，再到其他Datalogic解决方案。”

韦恩哈丁是AIA的特约编辑。本文原载于视觉在线．AIA是CFE Media内容合作伙伴推进自动化协会(A3)的一部分。Chris Vavra编辑，CFE Media制作编辑，cvavra@cfemedia.com．

原创内容可在www.visiononline.org．

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