‘车轮服务’依靠成像技术

基于图像的读码器让NASCAR赛车队感觉自己的车轮更具安全性。

NASCAR(美国全国运动汽车竞赛协会)赛车队通常会磨破许多车轮。据北卡罗来纳州夏洛特市(Charlotte, N.C.)的Champion Tire and Wheel公司说,通常情况下,一支赛车队拥有的车轮多达260只左右,包括NASCAR要求的15英寸单制动和双制动版本的钢制车轮,这需求投入大量的时间和精力来管理这些车轮,因此,这些赛车队一般会选择将“车轮服务”工作外包给Champion这样的专业公司。Champion Tire and Wheel公司将负责全程跟踪车轮,包括车轮的存储和运输,确保将正确的车轮用于相应的赛事。

“车轮运输是各赛车队运输车辆的一大磨损来源,”该公司总经理Todd Carpenter说道,其解释说,在每场赛事中,各赛车队每辆车需要使用约60只车轮。“同时,如果各赛车队自己搬运车轮,当他们不比赛时,他们需要空间来存储车轮,而且还需要处理轮胎安装和拆卸等事宜。很显然,最有利的做法是让他人来处理这些事情,以便他们能够专注于赛事。”

除了将裸车轮运输到赛道,在那里,将由Goodyear公司安装轮胎之外,Champion还要将安装好的组件运回到夏洛特市,在那里,他们需要将旧轮胎拆卸下来,并送到回收站。然后,清洁车轮,重新存储,重建索引,并重新运到下一个赛道。

Champion将每支队伍的ID油漆在其车轮上,并且该公司还会在计算机系统中跟踪这些车轮,各队伍可登录该系统,查看他们车轮的状况以及哪些车轮将用于哪些比赛。约有20,000只车轮存储在Champion的安全设施里,这里采用了气温控制措施。该公司拥有一支由30多台货车半挂车组成的车队,每辆货车每年行驶60,000英里,在仓库与赛道之间来回运输车轮。

基于图像的自动化

每天,在比赛结束之后,约有1000只赛车车轮通过自动化设施,从货车挂车返回到存储仓库。在抵达存储仓库之前,每只带有条码标识的车轮沿着输送带移动,途径各种检验站。Champion公司以前采用激光扫描仪来读取条码,但采用该系统时,每天平均有200只车轮会被剔除出去,需要人工进行检验,因为该系统无法读取它们的条码。操作员通常会多次尝试将这些被剔除的车轮重新放回到输送带上,以查看激光扫描仪是否能够读取这些车轮上的条码;当这种方式行不通时,操作员不得不使用扫描枪,手动读取这些条码。这样做,每天会额外花费20-30分钟的时间,而且无法将扫描枪数据直接输入到计算机系统。同时,这些车轮还会错过耳孔检查。

采用旧系统时,该公司将轮胎拆卸下来并清洗车轮之后,在车轮抵达耳孔检查站之前,其会将激光扫描仪放置在输送带上。该扫描仪的读取率约为80%,读取率低的原因很大程度上在于热源和工作循环,导致条码磨损,变得越来越难以读取。

Champion公司采用康耐视基于图像的DataMan 302L读码器,取代了激光扫描仪,该读码器能够处理条码质量下降问题,使Champion公司实现了97%的读取率,比其以前采用的激光扫描仪高出了17个百分点。该读码器是一种固定式设备,配有高分辨率(1280 x 1024)传感器,用于读取较大视场中非常小的代码以及较小部件上的代码。

该系统消除了非常耗时的人工采集条码信息的需求,使所有车轮都能够经过所有检验站,并由该公司的计算机系统进行跟踪。“该系统帮助我们确保,我们发送到赛道上的每只车轮均能够提供各赛车队所期待的性能,”Carpenter说道。

此外,基于图像的系统还提供最大的景深灵活性,因为其使用液态镜头模块,该模块采用两种等离子液体,其中,油为绝缘体,水为导电体。由于液-液界面上的电压不同,因此导致出现曲率变化,反过来,这也改变了所安装的光学镜头的焦距。对于Champion公司而言,这意味着,即使当相机与代码之间的距离不断变化——这是因为条码可能位于给定车辆的任意位置,代码也仍然能够始终保持在焦距以内。同时,液态镜头也非常坚固耐用(无活动元件),而且结构紧凑,其具有响应时间非常快速、光学质量良好和能耗较低等优点。

最终结果如何?每天只需特别处理30只车轮即可,而采用激光扫描仪系统时,每天都有200多只车轮被剔除出来,需要人工检验。现在仅有3%的条码是无法读取的,这是由于严重损坏造成的。“现在,如果DataMan读码器无法读取条码的话,我们会更换标签,”Carpenter说道。操作员无需再反复尝试让被剔除出来的车轮移动经过扫描仪。“操作员现在无需再感到沮丧了,”Carpenter说道。

工程上的成功

Champion公司基于其对赛车队需求的充分了解,建立了自己的业务,并利用其主要人员在工程方面的丰富背景,以妥善的方式搬运车轮,以优化车轮的性能。

“我们尝试从车队经理的角度考虑我们需要做些什么,并询问我们自己,如果我们是他们,我们希望他人如何搬运我们的车轮和轮胎,”Carpenter说道,“因为我们是工程师,因此我们将自己的方法进行了自动化处理,主要目标是确保车辆性能始终保持一致,并且是可以预测的。搬运的确会严重影响车轮性能。因此,Champion公司使用输送带系统来搬运车轮,而不是让车轮弹跳,或者将车轮堆叠起来,因为输送带不太可能造成车轮损坏。同时,每只车轮均标有条码,每当其进出存储设施时,系统均会自动扫描每只车轮,从而创建该车轮的完整运输历史记录。当每只车轮从赛场返回时,其需要经过全面的检验流程,以检查车轮和耳孔的圆度以及横向和径向偏离度。

该检验流程有助于确保该公司不会将损坏的车轮返回到存储仓库。“如果出现了一些状况,导致车轮不符合规格,”Carpenter说道,“我们的条码系统将不允许该车轮离开我们的存储设施,重新返回任何赛场。”

作者简介

John Lewis,康耐视公司市场拓展经理,该公司位于马萨诸塞州Natick郡;电子邮箱:[email protected]

图1:任何两个车轮上的条码或标签位置并不完全相同。

 

图2: 在北卡罗来纳州Champion Tire and Wheel公司的存储设施里,车轮沿着输送带移动,以进行检验。同时,在输送系统上移动车轮也降低了损坏风险。

 

图3:车轮沿着输送带移动,以进行检验。

 

图4:Champion公司搬运的每只车轮均标有条码,每当其进出存储设施时,系统均会自动扫描每只车轮,从而创建该车轮的完整历史记录。

康耐视公司介绍

康耐视公司设计、研发、生产和销售各种集成复杂的机器视觉技术的产品,即有“视觉”的产品。康耐视产品包括广泛应用于全世界的工厂、仓库及配送中心的工业读码器、机器视觉传感器和机器视觉系统,能够在产品生产和配送过程中引导、测量、检测、识别产品并确保其质量。作为全球领先的机器视觉公司,康耐视自从1981年成立以来,已经销售了100多万套基于视觉的产品,累计利润超过40亿美元。康耐视同时也是领先的工业ID读码器提供商。康耐视视觉系统帮助公司企业提高产品质量、消除生产错误、降低制造成本、提供低廉的高质量产品从而超越消费者期望。典型机器视觉应用包括检测缺陷、监控生产线、引导装配机器人以及跟踪、分类和识别零件。康耐视总部设在美国马萨诸塞州Natick郡,在北美、日本、欧洲、亚洲和拉丁美洲设有地区办公室和经销处。更多详情,敬请登录康耐视公司网站:http://www.cognex.cn拨打销售热线:400-008-1133

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