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高反光表面的自動光學檢測

日期:2019-06-28

今天來談談產品的品質檢測與智慧製造。隨著智慧製造的時代到來,但是人們對它的暸解正確嗎?有了機器人就等於智慧製造嗎?

智慧製造起於人工智慧的發展成熟,是知識和智力的結合,不止於是生產製造過程的自動化,它把製造自動化的概念更新,發展到彈性化、智慧化和高度集成化,整個生產流程,除了生產組裝做到自動化智慧化,實現品質檢測的自動化、智慧化,進而實現物流的自動化、智慧化,才算完成智慧製造的拼圖。品質管控的目的是阻止不良品流入市場,並降低甚至消除產品的不合格率。

不合格的產品,有的屬於功能性不良,有的屬於外觀性不良,本篇成功案例討論的自動光學檢測,就屬於外觀性缺陷的檢測範圍。

自動光學檢測(Automated Optical Inspection,簡稱AOI)是工業製程中的代表性手法,利用光學方式取得成品的表面樣貌,以影像分析來檢出異物或圖案異常等瑕疵。廣義的AOI,屬於機器視覺應用範疇,涵蓋所有工業生產普遍適用的自動光學檢測,而不僅止於應用於印刷線路板行業的AOI。對於一些高精準、高難度的AOI檢測工作,很多時候還需要人工親為,如何利用機器視覺技術釋放工人的眼與手呢?

■ 行業:AOI與汽車行業■ 實施年份:2017

應用:Basler的客戶Helmee Imaging是一家芬蘭的高科技公司。這家公司不同於傳統的AOI系統,適於光滑或鏡面零件的自動視覺檢測。而Helmee的客戶Sarrel是最大的汽車零件製造商之一,專做PoP,即塑料電鍍(Plating on Plastics)。提供近全歐洲汽車製造商的數百萬個塑料零件的鍍鉻工藝。

目前,大部分電鍍公司是安排人工檢測員進行複雜的作業,在電鍍後人工分揀出品質合格和有缺陷的產品。肉眼檢測任務需要透過強光來找出缺陷。由於產品表面是鏡面,能夠反射強光,因此對人眼的要求非常嚴苛。此外,這也是一項需要速度的作業。

考量到以上原因,Sarrel公司必須安排自動分揀的工作流程。於是,他們使用了Helmee AOI(自動光學檢測)系統,以滿足客戶所需的高品質標準。Helmee AOI能夠應對任何參數,因此,可將其用於檢測任何形狀的鏡面零件。

解決方案和益處

Helmee AOI會通過視覺來測量並驗證Sarrel鍍鉻零件的品質。該系統包括三台Basler ace相機、一台工業PC、兩台工業機器人、一台盤式傳送機以及安全牆,系統從托盤上抓取客戶的零件、進行全面性視覺檢測,再依據檢測結果來分揀。上述作業都在全自動的模式下完成。

這家芬蘭公司目前使用的是Basler ace classic相機,但他們的系統正在轉為使用Basler ace L相機。ace L具備1"大像圈、高靈活度以及可靠表現,這些特點對於客戶來說非常重要。Helmee使用自配的專用相機鏡頭,因此大像圈的相機十分方便易用。Helmee設計並採用Helmee AOI檢測軟體,使用Basler pylon相機軟體套裝與三台Basler ace相機通訊。

Helmee AOI的運作基於CSD®的專利技術。有了CSD®(覆蓋式立體偏折法)技術,系統可以檢查出高光澤電鍍中的各種缺陷類型,還可以實現自動化零件處理,並將檢測作業整合到生產過程中。

CSD®是一款適合用於光澤零件的3D視覺系統。Helmee AOI功能專為滿足汽車工業的高品質規格而開發。CSD®在零件表面提供三種不同的測量類型:

■ 利用灰度圖像來探測零件表面對比度的不同變化

■ 利用表面反射品質測量來探測表面反射係數的任何變化

■ 利用表面測繪測量來探測零件上的極小針孔和凸起

這三種測量方法都能確保查出每一種類型的缺陷。Helmee AOI針對高反光鍍鉻零件的分揀準確率可達99.97%,能夠從托盤上抓取客戶的零件、檢測零件,以及根據檢測結果來分揀零件,以上作業均在全自動的模式下完成。