In-Sight视觉系统:检测汽车空调LED按键灯的“火眼金睛”

奥联公司发现In-Sight视觉系统具有强大的定位工具、独特的颜色识别功能和图案匹配技术等优点,只要被检测产品在其视野范围内均能灵活处理。

南京奥联汽车电子电器股份有限公司(以下简称奥联公司)是一家研发设计、生产销售汽车电子电器零部件的国家级高新技术企业。公司致力于为整车汽车厂(家用乘用汽车、重型卡车、混合动力车辆等)提供优质的汽车零部件,如电子油门踏板、电子节气门、换挡器、空调控制器等。

按照标准规范,为保证产品质量,奥联公司需要对其所生产的汽车零部件上的LED按键灯和RGB颜色,进行准确的识别和检测。

比如,汽车空调面板集成了多个代表不同功能的LED按键灯,而且颜色也不相同。按键灯能否按照规定的颜色正常工作,直接关系到驾驶者对汽车空调运行状态的判断。因此,汽车空调面板的检测重点主要是LED按键灯。

过去,奥联公司对LED按键灯的生产检测是一个工位,需要3位操作工人进行装配及检验测试。首先是第一位操作工把产品装配好,然后放置在固定位置;第二位操作工检测产品表面按键是否正确;然后第三位操作工把电气盒接通,通过目视来检测LED灯颜色是否有差异(颜色值无法判断)和每个LED灯的亮度是否平衡。

此工位的难度是:当产品通电检测LED亮度及RGB值时,人工检测很容易使眼睛疲劳,员工无法准确识别,从而导致误判,造成产品不合格率较高。因此,在检测LED灯颜色时,最好进行波长测试,也可按照RGB每个像素24位编码进行测量,并根据经验给予公差。

每个像素24位编码的RGB值使用三个8位无符号整数(0-255)表示红色、绿色和蓝色的强度。这是当前主流的标准表示方法,用于真彩色、JPEG和TIFF等图像文件格式里的通用颜色交换。它可以产生1600万种颜色组合,这大大超过了人眼分辨的能力。

使用每原色8比特的全值域RGB,可以有256级别的白、灰、黑深浅变化,255个级别的红色、绿色、蓝色(和它们的等量混合)的深浅变化,但是其它色相的深浅变化要少一些。由于Gamma校正,256级别不表示同等间隔的强度,所以区分RGB颜色有很大难度。

这种人工检测方式有很大的弊端,即无法与上位机和PLC进行通讯,也连接不到数据库,这就导致检测效率极低,误检率大大提高。因此,奥联公司决定进行技术改造,引入先进的视觉技术,以提高自动化生产水平。

这时,南京的一家系统集成商,向奥联公司推荐了康耐视公司的In-Sight视觉系统。奥联公司发现In-Sight视觉系统具有强大的定位工具、独特的颜色识别功能和图案匹配技术等优点,只要被检测产品在其视野范围内均能灵活处理。In-Sight视觉系统很符合奥联公司的技改需要,因此当项目启动时就优先选择了In-Sight视觉系统。

In-Sight视觉系统需要将之前定义好的一些区域的特殊结果值,有序的通过以太网TCO/IP协议发送至客户PC上接受软件,然后进行处理。由于检测目的是对灯颜色的光学分析,需要测出颜色的RGB值,所以需要排除外界光线对检测的干扰、产品光线较弱等因素,因此要求检测在暗箱中进行(如图1所示)。

In-Sight视觉系统和设备工作台操作工作程序如下:系统上电,准备OK,系统开始检测,产品到工装位置并固定好,给予相机拍照信号(IO或者以太网通讯触发都可以),视觉系统开始检测;视觉系统处理所检测的RGB值数据,将其发送给接收端,判断是否在公差范围内;发送O给予OK信号,并将数据发送给上位机等待下一次检测;如若发送N给予NG信号,也将数据发送给上位机进行处理,然后等待下一次检测。

In-Sight视觉系统使用的主要检测工具及通讯演示如下。

先用PatMax工具搜寻一个可靠图案作为定位器,以图2中较大的红色圆圈的图案作为定位器(有十字架标记),然后当产品位置发生变动时,其它检测验收的工具都跟踪定位器找到的图案移动,而不至于找不到要检测的区域。

图2中红色小圆圈内会分别有一个更小的蓝色圆圈,那是对不同颜色区域的检测工具,它们将在图案中跟踪定位器一起运动,始终检测定义好的颜色区域。只要在视野范围内都可以随意变动产品位置。

通讯演示步骤:检测完毕后,将每个检测区域的检测数字通过以太网通讯发送给上位机;第一步,在软件中建立服务器,In-Sight视觉软件-选择板-输入输出-网络-TCP Device;第二步,设置服务器参数;第三步,发送数据指令;第四步,发送数据设置。通过以上步骤即可完成数据发送。

以上检测难点是:在测试颜色RGB值时,没有一个标准定义的色标值,所以工程师在对颜色检测之前,用一张白色纸张,对相机进行白平衡调整,这个方法有助于颜色检测;另外,通过画图工具中选择颜色(都是带有标准RGB数值的颜色),之后用相机仿真,图像分析处理后RGB值与理论值相吻合,即可实现校准;In-Sight视觉系统能够精准的检测出在画图工具中提取出来颜色的值,并且判断相机检测结果值与画图工具中的值是否相符合。

奥联公司自从采用In-Sight视觉系统后,成功化解了汽车空调面板LED按键灯的诸多高难度检测问题。In-Sight视觉系统提供了最佳的RGB值检测工具,能够处理各个部件上面很小的LED灯光的颜色并灵活的切换程序,以满足不同的检测要求,同时智能相机还能够与常见的PLC轻松集成。

“我们在设备台上使用了In-Sight视觉系统后,In-Sight视觉系统均出色地完成了颜色识别及按键防错的工作,检测率高达99.8%。”奥联公司的现场工程师说道,“LED灯亮度颜色差异不明显,人眼无法辨识和定位,而In-Sight视觉系统能够轻松地解决这些问题。”

“In-Sight视觉系统带给我们极大的惊喜,它甚至在对比度非常低的情形下,也能在可控公差范围内检测出准确有效的RGB颜色值。”他强调,“In-Sight视觉系统全面解决了人工检测的误判问题,从而提高了公司生产线的效率和产量。在后期的项目中,我们还会推荐使用康耐视的产品。”

In-Sight视觉相机在工装设备台上面安装到位触发相机进行检查。

南京奥联汽车电子电器股份有限公司  俞同辉

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