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南京奧聯汽車電子電器股份有限公司(以下簡稱奧聯公司)是一家研發設計、生產銷售汽車電子電器零部件的國家級高新技術企業。公司致力於為整車汽車廠(家用乘用汽車、重型卡車、混合動力車輛等)提供優質的汽車零部件,如電子油門踏板、電子節氣門、換擋器、空調控製器等。
按照標準規範,為保證產品質量,奧聯公司需要對其所生產的汽車零部件上的LED按鍵燈和RGB顏色,進行準確的識別和檢測。
比如,汽車空調麵板集成了多個代表不同功能的LED按an鍵jian燈deng,而er且qie顏yan色se也ye不bu相xiang同tong。按an鍵jian燈deng能neng否fou按an照zhao規gui定ding的de顏yan色se正zheng常chang工gong作zuo,直zhi接jie關guan係xi到dao駕jia駛shi者zhe對dui汽qi車che空kong調tiao運yun行xing狀zhuang態tai的de判pan斷duan。因yin此ci,汽qi車che空kong調tiao麵mian板ban的de檢jian測ce重zhong點dian主zhu要yao是shiLED按鍵燈。
過去,奧聯公司對LED按鍵燈的生產檢測是一個工位,需要3位操作工人進行裝配及檢驗測試。首先是第一位操作工把產品裝配好,然後放置在固定位置;第二位操作工檢測產品表麵按鍵是否正確;然後第三位操作工把電氣盒接通,通過目視來檢測LED燈顏色是否有差異(顏色值無法判斷)和每個LED燈的亮度是否平衡。
此工位的難度是:當產品通電檢測LED亮度及RGB值時,人工檢測很容易使眼睛疲勞,員工無法準確識別,從而導致誤判,造成產品不合格率較高。因此,在檢測LED燈顏色時,最好進行波長測試,也可按照RGB每個像素24位編碼進行測量,並根據經驗給予公差。
每個像素24位編碼的RGB值使用三個8位無符號整數(0-255)表示紅色、綠色和藍色的強度。這是當前主流的標準表示方法,用於真彩色、JPEG和TIFF等圖像文件格式裏的通用顏色交換。它可以產生1600萬種顏色組合,這大大超過了人眼分辨的能力。
使用每原色8比特的全值域RGB,可以有256級別的白、灰、黑深淺變化,255個級別的紅色、綠色、藍色(和它們的等量混合)的深淺變化,但是其它色相的深淺變化要少一些。由於Gamma校正,256級別不表示同等間隔的強度,所以區分RGB顏色有很大難度。
這種人工檢測方式有很大的弊端,即無法與上位機和PLC進jin行xing通tong訊xun,也ye連lian接jie不bu到dao數shu據ju庫ku,這zhe就jiu導dao致zhi檢jian測ce效xiao率lv極ji低di,誤wu檢jian率lv大da大da提ti高gao。因yin此ci,奧ao聯lian公gong司si決jue定ding進jin行xing技ji術shu改gai造zao,引yin入ru先xian進jin的de視shi覺jiao技ji術shu,以yi提ti高gao自zi動dong化hua生sheng產chan水shui平ping。
這時,南京的一家係統集成商,向奧聯公司推薦了康耐視公司的In-Sight視覺係統。奧聯公司發現In-Sight視覺係統具有強大的定位工具、獨特的顏色識別功能和圖案匹配技術等優點,隻要被檢測產品在其視野範圍內均能靈活處理。In-Sight視覺係統很符合奧聯公司的技改需要,因此當項目啟動時就優先選擇了In-Sight視覺係統。
In-Sight視覺係統需要將之前定義好的一些區域的特殊結果值,有序的通過以太網TCO/IP協議發送至客戶PC上接受軟件,然後進行處理。由於檢測目的是對燈顏色的光學分析,需要測出顏色的RGB值,所以需要排除外界光線對檢測的幹擾、產品光線較弱等因素,因此要求檢測在暗箱中進行(如圖1所示)。

圖1
In-Sight視覺係統和設備工作台操作工作程序如下:係統上電,準備OK,係統開始檢測,產品到工裝位置並固定好,給予相機拍照信號(IO或者以太網通訊觸發都可以),視覺係統開始檢測;視覺係統處理所檢測的RGB值數據,將其發送給接收端,判斷是否在公差範圍內;發送O給予OK信號,並將數據發送給上位機等待下一次檢測;如若發送N給予NG信號,也將數據發送給上位機進行處理,然後等待下一次檢測。
In-Sight視覺係統使用的主要檢測工具及通訊演示如下。

圖2
先用PatMax工具搜尋一個可靠圖案作為定位器,以圖2中較大的紅色圓圈的圖案作為定位器(有十字架標記),然後當產品位置發生變動時,其它檢測驗收的工具都跟蹤定位器找到的圖案移動,而不至於找不到要檢測的區域。
圖2中(zhong)紅(hong)色(se)小(xiao)圓(yuan)圈(quan)內(nei)會(hui)分(fen)別(bie)有(you)一(yi)個(ge)更(geng)小(xiao)的(de)藍(lan)色(se)圓(yuan)圈(quan),那(na)是(shi)對(dui)不(bu)同(tong)顏(yan)色(se)區(qu)域(yu)的(de)檢(jian)測(ce)工(gong)具(ju),它(ta)們(men)將(jiang)在(zai)圖(tu)案(an)中(zhong)跟(gen)蹤(zong)定(ding)位(wei)器(qi)一(yi)起(qi)運(yun)動(dong),始(shi)終(zhong)檢(jian)測(ce)定(ding)義(yi)好(hao)的(de)顏(yan)色(se)區(qu)域(yu)。隻(zhi)要(yao)在(zai)視(shi)野(ye)範(fan)圍(wei)內(nei)都(dou)可(ke)以(yi)隨(sui)意(yi)變(bian)動(dong)產(chan)品(pin)位(wei)置(zhi)。
通訊演示步驟:檢測完畢後,將每個檢測區域的檢測數字通過以太網通訊發送給上位機;第一步,在軟件中建立服務器,In-Sight視覺軟件-選擇板-輸入輸出-網絡-TCP Device;第二步,設置服務器參數;第三步,發送數據指令;第四步,發送數據設置。通過以上步驟即可完成數據發送。
以上檢測難點是:在測試顏色RGB值(zhi)時(shi),沒(mei)有(you)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)定(ding)義(yi)的(de)色(se)標(biao)值(zhi),所(suo)以(yi)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)對(dui)顏(yan)色(se)檢(jian)測(ce)之(zhi)前(qian),用(yong)一(yi)張(zhang)白(bai)色(se)紙(zhi)張(zhang),對(dui)相(xiang)機(ji)進(jin)行(xing)白(bai)平(ping)衡(heng)調(tiao)整(zheng),這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)有(you)助(zhu)於(yu)顏(yan)色(se)檢(jian)測(ce);另外,通過畫圖工具中選擇顏色(都是帶有標準RGB數值的顏色),之後用相機仿真,圖像分析處理後RGB值與理論值相吻合,即可實現校準;In-Sight視覺係統能夠精準的檢測出在畫圖工具中提取出來顏色的值,並且判斷相機檢測結果值與畫圖工具中的值是否相符合。
奧聯公司自從采用In-Sight視覺係統後,成功化解了汽車空調麵板LED按鍵燈的諸多高難度檢測問題。In-Sight視覺係統提供了最佳的RGB值檢測工具,能夠處理各個部件上麵很小的LED燈光的顏色並靈活的切換程序,以滿足不同的檢測要求,同時智能相機還能夠與常見的PLC輕鬆集成。
“我們在設備台上使用了In-Sight視覺係統後,In-Sight視覺係統均出色地完成了顏色識別及按鍵防錯的工作,檢測率高達99.8%。”奧聯公司的現場工程師說道,“LED燈亮度顏色差異不明顯,人眼無法辨識和定位,而In-Sight視覺係統能夠輕鬆地解決這些問題。”
“In-Sight視覺係統帶給我們極大的驚喜,它甚至在對比度非常低的情形下,也能在可控公差範圍內檢測出準確有效的RGB顏色值。”他強調,“In-Sight視覺係統全麵解決了人工檢測的誤判問題,從而提高了公司生產線的效率和產量。在後期的項目中,我們還會推薦使用康耐視的產品。”
圖片


In-Sight視覺相機在工裝設備台上麵安裝到位觸發相機進行檢查。
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