机器视觉系统在汽车发动机装配线上的应用

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据比较结果来控制现场的设备动作。

人们运用机器视觉系统是为了提高生产的产品质量和生产线自动化程度，尤其在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人眼难以满足要求的场合，同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。与机器视觉关联的学科有图像处理、计算机图形学、模式识别、人工智能、人工神经元网络等。

机器视觉系统

以一款机器视觉系统为例，其属于嵌入式视觉系统，分为VS100系列和VS700系列。VS100系列是专用型视觉产品，SIMATIC VS 100 系列视觉系统用于特定的图像处理任务。SIMATIC VS 110用于轮廓检测;SIMATIC VS 120用于目标查找和搜索;SIMATIC VS 130适合二维码的检测。

SIMATIC VS 700 系列通用视觉系统主要用于生产过程中的质量检测和质量控制。这种通用系统可以通过编程完成图像采集、图像处理、负载驱动以及联网通讯(通过PROFIBUS或工业以太网)等功能，非常适宜于在一个测试循环中完成许多的测试任务。新型VS720生产线专门用于处理更为复杂的任务，比如图像捕捉、图像加工、最终结果的生成以及通信都是结合在一个紧凑的过程中的，是在一个检测周期进行几种检测任务的理想方案。

VS721 CMOS和VS722基本型代表了适用于大批常规任务、较为经济的解决方案。而带有CMOS摄像头的VS721，特别适用于精度要求不是非常高而价格比较经济的场合。VS723是一台用于高速摄影的摄像机，例如包装技术领域，以及众多需要执行性能检测任务的领域，例如表面检测。VS724是高分辨率传感器，提供高达130万像素，能拍摄非常详细的图像，因此非常适合需要高精度的检测任务。VS725彩色传感器系统具备分析色彩和检测特定色彩值的能力，因此可以通过彩色码，安全、可靠地区分零部件，检测标签的打印色或是识别胶珠。

VS720系列中的传感器提供1个集成以太网接口和8个可自由配置的数字输入、输出端。摄像机可以很容易地通过以太网连接到网络上，并接受几乎任何一台PC机的访问，因此极大地简化了设备的维护和诊断。VS链接接口模块可以在一台监视器显示几个摄像机所拍摄的图像。也可以通过PROFIBUS与连接模块相连，这样可以省去用做监测功能的另外的PC机。而且，由工业以太网提供的带宽，能使质量数据和故障图像快速在外部设备上做备份。

作为VS720系列传感器的组态软件SPECTATION提供了多种检测功能算法，通过非常友好的界面来建立定制图像处理解决方案，当无视觉传感器在线连接时，也可以使用仿真器来进行组态。

工艺描述

在某汽车发动机合资生产厂扩容新建的装配车间中，为了确保产品质量，决定采用VS722来实现发动机缸体号码打刻质量的自动检测和发动机装配完成后的外观检查。

缸体打刻号码检查工位

缸体打刻号码检查工位位于缸体标签打刻工位的后面，主要功能是通过VS722拍照检查缸体标签打刻的质量和号码正确与否。缸体共有两大系列：FR(打刻面在左边)和FF(打刻面在右边)系列，共有97种不同的型号，在本工位需要系统自动读取被检测缸体的型号，以便进行比较。

总成后的发动机外观检查工位

发动机外观检查工位位于外装线的线尾端，在发动机装配完成之后，利用五个VS722传感器分别从顶部和左右两侧拍照检查，在左右两侧各装两个传感器，工件进入工位之后通过定位抬起首先进行信号识别，然后开始拍照，然后再旋转90度再次拍照。这样保证将发动机的前后左右四个方向都能检查到。

总共有97种型号的发动机，每种发动机的检查项目大致有：放水塞是否漏装, 发动机吊钩是否漏装, 机油尺是否漏装, 通气软管漏装, 出水接头误装, 隔热罩螺栓漏装, 机油冷却软管是否漏装, 氧传感器是否误装(线束黑色或灰色)等。

系统工作原理

VS722与PLC之间的数据通讯

视觉传感器VS722与PLC之间的数据传递可以通过三种方式：

VS722提供了8DI/DO的硬件接口，可以与PLC硬件连接实现拍照触发指令，结果返回等简单的数据传递。

通过PROFIBUS或以太网实现VS722与PLC之间简单通讯，这种通讯方式使用标准通讯功能块FC72，通过VS LINK 用PROFIBUS总线方式能实现28K字节的通讯，通过以太网可以实现60K字节的通讯。在这次应用中VS722和PLC之间的通讯就是通过这种方式实现的。

如果数据通讯要求更高可以选择增强型通讯，通过PROFIBUS 可以用背景脚本映射虚拟I/O的方式来实现;如果要用以太网来实现增强型数据通讯，可以选用两种驱动模式：系统/数据连接驱动和背景脚本触发。

总之，VS722提供的通讯方式非常灵活方便，在实际应用中要根据数据通讯量、实时反馈速度要求、项目成本等实际情况来选用合适的通讯方式。

缸体打刻号码的识别

缸体打刻检查控制系统由主控PLC、VS722、ELS、TP170B以及RFID读写识别系统构成。VS722与PLC的信息传递通过以太网实现。

进入工位的缸体携带M/P存储卡，卡中存有缸体号码信息，PLC通过串口利用RFID读写器从存储卡中读取号码信息，并在触摸屏TP170B上显示出来。PLC通过读取的号码信息判断是需要启动左边或者右边的传感器进行拍照，显示了拍照的实物图像，VS722完成拍照后马上进行字符识别。

为实现号码的识别，需要在SPECTATION软件中进行编程，创建一个PRODUCT下载至VS722中，在PRODUCT 里定义了16个OCR软传感器。

发动机零部件错装漏装的实现

发动机外观检查工位由主控PLC (CPU313-PtP),VS722,ELS以及用户指定的OMRON的RFID读写系统构成。VS722与PLC的信息传递通过以太网实现。监控计算机的上位软件采用WINCC。

发动机工件进入工位，定位抬起上升到位后开始拍照，每个传感器对比检查不同的部件，如果发现有工件与标准图像不同将发出报警，同时WINCC画面上将不合格项对应的图片自动弹出。由于已将VS722拍摄的图像显示画面集成在WINCC软件中，如果出现不合格项将自动捕捉实时画面，由操作人员根据画面或实物进行最终检查确认。

对于发动机零部件错装漏装的检查，SPECTATION提供了下列软传感器，特征值(Feature Count)、边沿计数(Edge Count)目标发现(Object Find)、模板匹配(Template Match)，计算工具(Math Tools)。针对不同的检查部位，根据不同的图像特征选择合适的软传感器进行检测。

在此次项目的实施过程中，我们深深体会到，如果要让机器视觉系统发挥最佳效果，有三个基本要素缺一不可：选择合适的光源，设计理想的机械结构，对视觉传感器正确合理的编程。

在VS722使用在该发动机生产线之前，所有的相关检测都需要设置人工工位由工人肉眼来完成，由于工作量大、内容枯燥，非常容易出现人为错判、漏判的现象，由此出现的质量事件曾经给用户造成很大的负面形象。此次采用了西门子机器视觉系统后取消了相关的人工岗位，大大提高了工作效率，并保证了产品的质量，取得了良好的经济和社会效益。

深圳辰视智能科技有限公司是一家集机器视觉、工业智能化于一体的高新技术企业，是由一支中国科学院机器视觉技术研究的精英团队在深圳创立。

辰视智能拥有基于深度学习的三维视觉引导、机器人运动控制、视觉检测、三维建模等方面的核心技术，并研发了机器人三维视觉引导系统、机器人二维视觉引导系统、三维检测系统、产品外观检测系统等可根据客户需求定制化的智能产品。以高效·低成本·模块化的方式为自动化集成商、自动化设备厂商、机器人厂家提供机器视觉的相关解决方案。

机器视觉系统在汽车发动机装配线上的应用相关推荐

机器视觉系统不同检测场景的光源选择技巧
机器视觉的照明系统可以将被测物特征最大化,并减少相应的背景中对比物的影响,使高速相机可以清晰地"看见"被测物.高对比的图像可以降低系统难度并提高系统的稳定性:反之,低对比的图像会增 ...
施努卡：机器视觉系统作用是什么，原理是什么
随着科学技术的发展,机器视觉检查系统已经取代了行业中的许多手动检查位置.在了解机器视觉系统之前,我们先谈谈"视觉"一词.视觉是生理学术语,光线作用于视觉器官,激发其感觉细胞,其信息 ...
crv仪表上的i是什么指示灯_汽车打不着火是怎么回事，仪表盘汽车发动机故障灯亮是什么情况故障指示灯图解大全集...
如果打不着火,那有可能是起动机坏了,有可能是电池没电了,有可能是电路出现了问题,还有可能是点火系统出现了问题. 汽车发动机的点火系统主要部件是火花塞和点火线圈,火花塞是一个需要定期更换的易损件. 如果 ...
汽车产业云上多地域高可用消息系统构建
汽车产业互联网平台大搜车由姚军红创立于2012年12月,先后获得阿里巴巴集团.蚂蚁金服.晨兴资本.华平投资.春华资本等机构超过12亿美元融资.2017年12月,大搜车列入由硅谷全球数据研究机构Pitc ...
汽车转向节加工夹具、汽车制动系统CAD设计、汽车膜片式离合器、汽车前制动器CAD图、汽车驱动桥CAD图、汽车升降机、普通式双柱汽车举升机、汽车起重机、汽车悬架系统、汽车模具…………
汽车单级后桥总成安装图汽车变速器上盖机床多轴箱(6个8.5孔)设计汽车零部件电泳涂装预脱脂喷淋系统设计图汽车散装机总图年产十万辆的汽车生产线汽车转向节加工夹具汽车制动系统CAD设计图集某 ...
Hololens连接mysql_学校hololens开发项目：汽车发动机检修混合现实（MR）教学
我司与汽车职业学校合作hololens混合现实开发汽车发动机辅助检修项目. 概述该软件旨在通过学校自身的师资力量和教学场地及现有教学装备,构建现代职业教育体系,加快学校发展现代职业教育,培养适合本市 ...
汽车发动机如何做保养，名悦集团教你几个小技巧
汽车驾驶一段时间距离一般都需要保养,才能让我们的爱车长久使用,而发动机是汽车最重要的部分,保养的好坏能直接影响着汽车的性能和使用寿命,平时不注意发动机保养的话,就会影响汽车的正常运作.那么汽车发动机如 ...
计算机点火工作原理,简述汽车发动机ECU工作原理
<简述汽车发动机ECU工作原理>由会员分享,可在线阅读,更多相关<简述汽车发动机ECU工作原理(4页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.简述汽车发动机ECU工作原理汽车电脑工 ...
机器视觉系统光源选型技巧及应用案例
用一句常说的话来开头:机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断:机器视觉系统主要包含相机.镜头.光源.图像处理系统和执行机构.而光源作为其中重要组成部分,直接关系到系统的成败. 为什么这样说呢,在视觉系 ...

机器视觉系统在汽车发动机装配线上的应用

机器视觉系统在汽车发动机装配线上的应用相关推荐

最新文章

热门文章