智能制造源于人工智能的研究,是知识和智力的结合,远不止于生产制造过程的自动化,它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化,比如,企业在生产制造过程的物流、质量检测就常常被忽略。今天我们就讲讲产品的质量检测与智能制造。
整个生产流程,除了生产组装达到自动化智能化,实现质量检测的自动化、智能化,进而实现物流的自动化、智能化,才算完成整个拼图。质量管控的目的是,阻止不合格产品流入市场,并有效降低甚至消除产品的不合格率。
不合格的产品,有的属于功能性不良,有的属于外观性不良,本篇成功案例讨论的自动光学检测,就属于外观性缺陷的检测范畴。
自动光学检测(Automated Optical Inspection,简称AOI)查是工业制程中的代表性手法,利用光学方式取得成品的表面状态,以影像处理来检出异物或图案异常等瑕疵。广义角度的AOI,属于机器视觉应用范畴,涵盖所有工业生产普遍适用的自动光学检测,而不仅仅是简单应用于印刷线路板行业的AOI。对于一些高精准、高难度的AOI检测工作,很多时候还需要人亲力亲为,怎样利用视觉科技解放工人的双眼双手呢?
客户
■ 客户:Helmee Imaging & Sarrel Group
■ 地点:芬兰坦佩雷(Helmee)与法国Marolles-les-Braults(Sarrel)
■ 行业:AOI与汽车行业
■ 实施年份:2017
应用
Basler的客户Helmee Imaging是一家来自芬兰坦佩雷市的高科技公司。这家公司提供颠覆传统的AOI系统,用于光滑或镜面零件的自动视觉检测。而Helmee的客户Sarrel是最大的汽车零件制造商之一,专做PoP,即塑料电镀(Plating on Plastics)。将近全欧洲汽车制造商的数百万个塑料零件都是由Sarrel负责镀铬。
目前,大部分电镀公司均安排人工检测员进行复杂的人工作业,在电镀后人工分拣出质量合格和有缺陷的产品。肉眼检测任务需要借助强光来找出缺陷。由于产品表面是镜面,能够反射强光,因此对人眼的要求非常严苛。除此之外,这也是一项快节奏的作业。
考虑到以上种种原因,像Sarrel这样的公司必须安排自动分拣的工作流程。于是,他们使用了Helmee AOI(自动光学检测)系统,以确保满足客户所需的高质量标准。Helmee AOI几乎能够应对任何参数,因此,客户可以将其用于检测任何形状的镜面零件。
解决方案和益处
Helmee AOI会通过视觉来测量并验证Sarrel镀铬零件的质量。该系统包括三台Basler ace相机、一台工业PC、两台工业机器人、一台盘式传送机以及安全墙,系统从托盘上抓取客户的零件、进行完全视觉检测,并根据检测结果来分拣零件。以上作业均在全自动的模式下完成。
这家芬兰公司目前使用的是Basler ace classic相机acA2040-90um,但他们的系统正在转为使用Basler ace L相机acA4112-20um。ace L具备1"大像圈、高灵活度以及可靠表现,这些特点对于客户来说非常重要。Helmee使用自配的专用相机镜头,因此大像圈的相机十分方便易用。
Helmee设计并采用Helmee AOI检测软件,使用Basler pylon相机软件套装与三台Basler ace相机通讯。
Helmee AOI的运作基于CSD®的专利技术。有了CSD®(覆盖式立体偏折法)技术,系统可以自动查出高光泽电镀中的各种缺陷类型,还可以实现自动化零件处理,并将检测作业整合到生产过程中。
CSD®是一款适合用于光泽零件的3D视觉系统。Helmee AOI功能专为满足汽车工业的高质量规格而开发。CSD®在零件表面提供三种不同的测量类型:
■ 利用灰度图像来探测零件表面对比度的不同变化
■ 利用表面反射质量测量来探测表面反射系数的任何变化
■ 利用表面测绘测量来探测零件上的极小针孔和凸起
这三种测量方法都能确保查出每一种类型的缺陷。Helmee AOI针对高光泽镀铬零件的分拣准确率可达99.97%(300 ppm),能够从托盘上抓取客户的零件、检测零件,以及根据检测结果来分拣零件,以上作业均在全自动的模式下完成。
相关技术
■ Basler ace classic acA2040-90um
■ Basler ace L acA4112-20um
■ Helmee AOI,基于专利CSD®(覆盖式立体偏折法)技术
■ Helmee AOI检测软件
■ Basler pylon相机软件套装
来源:德国BASLER