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VisionPro视觉软件解决手机天线的表面瑕疵检测难题 |
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泰科电子是目前世界上最大的电子元器件供应商之一，也是高性能天线的领先开发商和制造商。青岛工厂是泰科电子在华最大的生产基地，手机天线是其主要产品之一。
在手机天线生产制造过程中，为手机天线进行注塑电镀是重要环节。过去，泰科电子在其生产过程中遇到两个非常棘手的问题：一是产品在由注塑机产出后，因为热胀冷缩导致产品变形，注塑和电镀均不良；二是该零件在组装之前遇到可能的外力、人为或机械搬运碰撞后，会导致外观划伤和脏污，从而影响产品的整体性能。
产品变形
为解决这些问题，公司花费了大量的人力、物力和财力，但结果却事倍功半，泰科电子需要寻找更好的技术解决方案。
在调研中，泰科电子了解到视觉处理技术可以代替人工对产品表面进行检测，而此技术的领先者是康耐视公司。经过沟通交流，康耐视向泰科电子推荐了一直以来与之有着良好合作关系的苏州鼎纳自动化技术有限公司（下简称苏州鼎纳）。
“苏州鼎纳专门为该项目做了大量的测试和调研，最终确定用康耐视的VisionPro视觉处理软件帮助我们解决棘手的问题，”泰科电子新项目引进部门的蔡经理介绍说。
在现场，泰科电子与苏州鼎纳共同设计了一套全新的自动化检测设备。该自动化设备总共分为4个模组：上料模组；电测模组；外观检查模组（包含喷码识别）；下料模组。
产品经由上料模组上料后，由一个康耐视相机配合6轴的机器人抓取上料，确保每个产品在以后的电测和外观检测时能保持位置一致。然后产品被平台送至电测模组，在电测模组结束后，由一个6轴的机器人将产品放在外观检测模组。外观检测模组在工作完成以后，通知另外一个4轴机器人取料。在整个过程中，组程序会记录每个模组的不良产品，最后由该4轴机器人将所有的产品分类放置。
其中，外观检测模组是整个机器的核心。它由4个500万像素的康耐视工业相机和7个可控光源组成。可控光源包含两个可以实现无极亮度和颜色调节的球积分光源。4个工业相机分布在产品的上下和左右两边，配合下面的旋转机构可保证每个产品都经过至少四次不同方位的缺陷检测，从而确保不将任何一个不良产品漏掉。
现场设备图
挑战还不止这些，“客户又提供了5种不同产品的模型，我们需要对每一种产品的每一个位置，设置不同光源亮度和颜色，以确保细小的表面缺陷都逃不过VisionPro的眼睛。” 苏州鼎纳的技术工程师表示。
经过反复测试和试验，优化后的设备工作流程如下。
首先，需要人工将几十个放满产品的托盘放到设备进料口，然后机器将最底层的一个托盘输送到第一个康耐视相机下面，由该相机实现精确定位。“VisionPro提供的Npoints校准工具和PatMAX工具帮助我们很轻松且准确的完成了整个定位任务。”蔡经理指出，“本来担心定位环节的精度问题不好解决，没想到在VisionPro的处理下竟轻松达到了要求。”
定位完成后，由机器人实现抓取。机器人将抓取到的产品放到表面检测模块。该模块可以实现多角度旋转，将产品的各个面显示在相机的视野中，获取完图像以后由VisionPro实现图像计算。最后，检测完毕，该设备也完成了最核心的检测任务。后面机器人会根据VisionPro的检测结果将对应的产品放到指定回收料盘中。
“这其中，VisionPro视觉软件发挥了极其关键的作用。”苏州鼎纳的技术工程师强调指出。据介绍，VisionPro软件采用Block管理方式，很容易就解决了4个相机检测产品6个面的问题。工程师们只需将每个面的检测程序组成一个小的Block模块，这样在二次开发时就使得整个程序富有逻辑性。而且每个小模块都可以单独设立不同的多类型输入输出参数，以解决因为材料不同、但产品形状相同的产品检测问题。
“我们只需要对同一个Block的模块程序输入不同的参数就可以了，这就在程序设计时为客户节省了大量的时间，”苏州鼎纳的技术工程师表示，“不仅如此，VisionPro还提供了可视化的程序设计控件，这让我们在程序调试中更加得心应手，而且客户在后期维护中也能快速上手。”其次，VisionPro提供了非常丰富的图像处理工具，使得一些肉眼很难看到的缺陷也能轻松地检测出来，而且每一个工具都保留了足够多的参数以供开发者使用。
“比如，在检测表面瑕疵时，产品边缘或者两个不规则图形的交界处往往是比较棘手的地方。如果单独使用定位工具在指定区域检测Blob瑕疵，难免会因为产品之间的差异引起的微小位置变化，而导致误判。”苏州鼎纳的技术工程师解释说，“在本方案中，我们先通过Blob工具获取该不规则图像的Blob区域。然后在该Blob形成的区域中，重新用Blob工具检测该区域内是否存在瑕疵。这时，Blob工具就提供了已经抓取到的Region参数。”
“我们在前期的测试中，对产品表面的各种缺陷类型和表面的不同材质做验证，最后才会有这么好的效果，VisionPro软件处理的灵敏度和速度都是人工检测所不能及”，蔡经理对VisionPro软件的性能给与了充分的肯定。
事实也是如此，VisionPro强大而高效的图像处理技术和苏州鼎纳经验丰富的技术支持在该项目中发挥了巨大的作用。VisionPro软件对.net语言的完美支持，能使得苏州鼎纳完全可以按照客户要求，去定制整个程序的流程和界面，在高效完成图像处理工作的同时，将结果直观而准确的呈现给客户。
“借助VisionPro强大的视觉处理功能和优越而通俗易用的界面表达形式，我们为客户快速定制了属于自己的表面缺陷检测软件，解决了包括HSG变形、隔离壁变形、漏镀、溢镀、脏污、小柱歪、注塑不足、划伤和麻点在内的大部分实际生产遇到的质量问题。”苏州鼎纳的技术工程师评价说，“不但大大节约了资金，而且大幅度提升了生产线的生产速度，同时还降低了客户的投诉，实现了三赢。”
“在采用VisionPro的机器视觉软件，实现非接触式的检测方式以后，除了在生产速度和产品质量上有了大幅度提高以外，还促进了我们本身的生产工艺优化，”蔡经理最后指出，“比如，在生产过程中我们发现了很多人眼根本发现不了的产品细微缺陷。然后在不断的使用过程中，我们还发现这些缺陷其实是有规律可循的，最终促使我们改进了产品的生产工艺，使整个的产品质量得到提升，让企业在国际市场中获取了更多订单。”(end)
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(3/16/2016) |
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