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泰科電子是目前世界上最大的電子元器件供應(yīng)商之一，也是高性能天線的領(lǐng)先開發(fā)商和制造商。青島工廠是泰科電子在華最大的生產(chǎn)基地，手機(jī)天線是其主要產(chǎn)品之一。
在手機(jī)天線生產(chǎn)制造過程中，為手機(jī)天線進(jìn)行注塑電鍍是重要環(huán)節(jié)。過去，泰科電子在其生產(chǎn)過程中遇到兩個非常棘手的問題：一是產(chǎn)品在由注塑機(jī)產(chǎn)出后，因?yàn)闊崦浝淇s導(dǎo)致產(chǎn)品變形，注塑和電鍍均不良；二是該零件在組裝之前遇到可能的外力、人為或機(jī)械搬運(yùn)碰撞后，會導(dǎo)致外觀劃傷和臟污，從而影響產(chǎn)品的整體性能。
為解決這些問題，公司花費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力，但結(jié)果卻事倍功半，泰科電子需要尋找更好的技術(shù)解決方案。
在調(diào)研中，泰科電子了解到視覺處理技術(shù)可以代替人工對產(chǎn)品表面進(jìn)行檢測，而此技術(shù)的領(lǐng)先者是康耐視公司。經(jīng)過溝通交流，康耐視向泰科電子推薦了一直以來與之有著良好合作關(guān)系的蘇州鼎納自動化技術(shù)有限公司（下簡稱蘇州鼎納）。
“蘇州鼎納專門為該項(xiàng)目做了大量的測試和調(diào)研，最終確定用康耐視的VisionPro視覺處理軟件幫助我們解決棘手的問題，”泰科電子新項(xiàng)目引進(jìn)部門的蔡經(jīng)理介紹說。
在現(xiàn)場，泰科電子與蘇州鼎納共同設(shè)計(jì)了一套全新的自動化檢測設(shè)備。該自動化設(shè)備總共分為4個模組：上料模組；電測模組；外觀檢查模組（包含噴碼識別）；下料模組。
產(chǎn)品經(jīng)由上料模組上料后，由一個康耐視相機(jī)配合6軸的機(jī)器人抓取上料，確保每個產(chǎn)品在以后的電測和外觀檢測時能保持位置一致。然后產(chǎn)品被平臺送至電測模組，在電測模組結(jié)束后，由一個6軸的機(jī)器人將產(chǎn)品放在外觀檢測模組。外觀檢測模組在工作完成以后，通知另外一個4軸機(jī)器人取料。在整個過程中，組程序會記錄每個模組的不良產(chǎn)品，最后由該4軸機(jī)器人將所有的產(chǎn)品分類放置。
其中，外觀檢測模組是整個機(jī)器的核心。它由4個500萬像素的康耐視工業(yè)相機(jī)和7個可控光源組成�？煽毓庠窗瑑蓚�可以實(shí)現(xiàn)無極亮度和顏色調(diào)節(jié)的球積分光源。4個工業(yè)相機(jī)分布在產(chǎn)品的上下和左右兩邊，配合下面的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可保證每個產(chǎn)品都經(jīng)過至少四次不同方位的缺陷檢測，從而確保不將任何一個不良產(chǎn)品漏掉。
挑戰(zhàn)還不止這些，“客戶又提供了5種不同產(chǎn)品的模型，我們需要對每一種產(chǎn)品的每一個位置，設(shè)置不同光源亮度和顏色，以確保細(xì)小的表面缺陷都逃不過VisionPro的眼睛。”蘇州鼎納的技術(shù)工程師表示。
經(jīng)過反復(fù)測試和試驗(yàn)，優(yōu)化后的設(shè)備工作流程如下：
首先，需要人工將幾十個放滿產(chǎn)品的托盤放到設(shè)備進(jìn)料口，然后機(jī)器將最底層的一個托盤輸送到第一個康耐視相機(jī)下面，由該相機(jī)實(shí)現(xiàn)精確定位。“VisionPro提供的Npoints校準(zhǔn)工具和PatMAX工具幫助我們很輕松且準(zhǔn)確的完成了整個定位任務(wù)。”蔡經(jīng)理指出，“本來擔(dān)心定位環(huán)節(jié)的精度問題不好解決，沒想到在VisionPro的處理下竟輕松達(dá)到了要求。”
定位完成后，由機(jī)器人實(shí)現(xiàn)抓取。機(jī)器人將抓取到的產(chǎn)品放到表面檢測模塊。該模塊可以實(shí)現(xiàn)多角度旋轉(zhuǎn)，將產(chǎn)品的各個面顯示在相機(jī)的視野中，獲取完圖像以后由VisionPro實(shí)現(xiàn)圖像計(jì)算。最后，檢測完畢，該設(shè)備也完成了最核心的檢測任務(wù)。后面機(jī)器人會根據(jù)VisionPro的檢測結(jié)果將對應(yīng)的產(chǎn)品放到指定回收料盤中。
“這其中，VisionPro視覺軟件發(fā)揮了極其關(guān)鍵的作用。”蘇州鼎納的技術(shù)工程師強(qiáng)調(diào)指出。據(jù)介紹，VisionPro軟件采用Block管理方式，很容易就解決了4個相機(jī)檢測產(chǎn)品6個面的問題。工程師們只需將每個面的檢測程序組成一個小的Block模塊，這樣在二次開發(fā)時就使得整個程序富有邏輯性。而且每個小模塊都可以單獨(dú)設(shè)立不同的多類型輸入輸出參數(shù)，以解決因?yàn)椴牧喜煌�、但產(chǎn)品形狀相同的產(chǎn)品檢測問題。
“我們只需要對同一個Block的模塊程序輸入不同的參數(shù)就可以了，這就在程序設(shè)計(jì)時為客戶節(jié)省了大量的時間，”蘇州鼎納的技術(shù)工程師表示，“不僅如此，VisionPro還提供了可視化的程序設(shè)計(jì)控件，這讓我們在程序調(diào)試中更加得心應(yīng)手，而且客戶在后期維護(hù)中也能快速上手。”其次，VisionPro提供了非常豐富的圖像處理工具，使得一些肉眼很難看到的缺陷也能輕松地檢測出來，而且每一個工具都保留了足夠多的參數(shù)以供開發(fā)者使用。
“比如，在檢測表面瑕疵時，產(chǎn)品邊緣或者兩個不規(guī)則圖形的交界處往往是比較棘手的地方。如果單獨(dú)使用定位工具在指定區(qū)域檢測Blob瑕疵，難免會因?yàn)楫a(chǎn)品之間的差異引起的微小位置變化，而導(dǎo)致誤判。”蘇州鼎納的技術(shù)工程師解釋說，“在本方案中，我們先通過Blob工具獲取該不規(guī)則圖像的Blob區(qū)域。然后在該Blob形成的區(qū)域中，重新用Blob工具檢測該區(qū)域內(nèi)是否存在瑕疵。這時，Blob工具就提供了已經(jīng)抓取到的Region參數(shù)。”
“我們在前期的測試中，對產(chǎn)品表面的各種缺陷類型和表面的不同材質(zhì)做驗(yàn)證，最后才會有這么好的效果，VisionPro軟件處理的靈敏度和速度都是人工檢測所不能及”，蔡經(jīng)理對VisionPro軟件的性能給與了充分的肯定。
事實(shí)也是如此，VisionPro強(qiáng)大而高效的圖像處理技術(shù)和蘇州鼎納經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)支持在該項(xiàng)目中發(fā)揮了巨大的作用。VisionPro軟件對.net語言的完美支持，能使得蘇州鼎納完全可以按照客戶要求，去定制整個程序的流程和界面，在高效完成圖像處理工作的同時，將結(jié)果直觀而準(zhǔn)確的呈現(xiàn)給客戶。
“借助VisionPro強(qiáng)大的視覺處理功能和優(yōu)越而通俗易用的界面表達(dá)形式，我們?yōu)榭蛻艨焖俣ㄖ屏藢儆谧约旱谋砻嫒毕輽z測軟件，解決了包括HSG變形、隔離壁變形、漏鍍、溢鍍、臟污、小柱歪、注塑不足、劃傷和麻點(diǎn)在內(nèi)的大部分實(shí)際生產(chǎn)遇到的質(zhì)量問題。”蘇州鼎納的技術(shù)工程師評價說，“不但大大節(jié)約了資金，而且大幅度提升了生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度，同時還降低了客戶的投訴，實(shí)現(xiàn)了三贏。”
“在采用VisionPro的機(jī)器視覺軟件，實(shí)現(xiàn)非接觸式的檢測方式以后，除了在生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量上有了大幅度提高以外，還促進(jìn)了我們本身的生產(chǎn)工藝優(yōu)化，”蔡經(jīng)理最后指出，“比如，在生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)了很多人眼根本發(fā)現(xiàn)不了的產(chǎn)品細(xì)微缺陷。然后在不斷的使用過程中，我們還發(fā)現(xiàn)這些缺陷其實(shí)是有規(guī)律可循的，最終促使我們改進(jìn)了產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，使整個的產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，讓企業(yè)在國際市場中獲取了更多訂單。”
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