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由于安裝空間非常狹窄，該系統(tǒng)不得不安裝在現(xiàn)有設(shè)備上方2米處。機(jī)械手通過(guò)氣動(dòng)升降艙門給多相機(jī)系統(tǒng)上料。

熔體在凝固過(guò)程中因體積收縮可能會(huì)形成微小氣孔，進(jìn)而影響壓鑄制品的功能。

在鑄造領(lǐng)域，熔體在凝固過(guò)程中因體積收縮可能會(huì)形成氣孔，進(jìn)而影響壓鑄制品的功能——這是任何壓鑄件廠商都不愿意看到的事。自2016年以來(lái)，Gruber&Kaja公司使用AUTFORCE公司的多相機(jī)系統(tǒng)，能夠可靠檢測(cè)出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔，以確保為客戶提供無(wú)氣孔的鋁壓鑄件。借助6臺(tái)堡盟LX系列工業(yè)相機(jī)，專業(yè)人員成功地解決了一個(gè)被認(rèn)為不可能通過(guò)自動(dòng)化來(lái)完成的任務(wù)。

作為鋁壓鑄汽車發(fā)動(dòng)機(jī)配件的專業(yè)供應(yīng)商，Gruber&Kaja高科技金屬材料有限公司迫切需要生產(chǎn)無(wú)任何氣孔的壓鑄件。對(duì)于該公司而言，這是確保生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、耐用產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。特別是在數(shù)控機(jī)床加工表面的密封工藝中，密封唇必須擺放正確，與平坦表面完全接觸。隨著人們對(duì)高質(zhì)量壓鑄件的需求逐漸增加，Gruber&Kaja公司意識(shí)到，有必要提高自動(dòng)化水平，從而推動(dòng)自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)的需求增長(zhǎng)。到目前為止，視覺(jué)檢測(cè)仍然是依靠人工完成的。為此，Gruber&Kaja公司的任務(wù)是：可靠檢測(cè)出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔。Gruber&Kaja花費(fèi)了一年多的時(shí)間對(duì)多家壓鑄件及系統(tǒng)制造商的方法進(jìn)行檢查和評(píng)估。位于奧地利利恩茨縣的AUTFORCE視覺(jué)系統(tǒng)有限公司是唯一一家滿足Gruber&Kaja公司嚴(yán)苛技術(shù)要求的公司。AUTFORCE是基于圖像的檢測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域的專家，該公司提供的系統(tǒng)解決方案最終贏得了Gruber&Kaja的認(rèn)可，因?yàn)樵撓到y(tǒng)在完成質(zhì)量檢測(cè)后，還能在50秒的生產(chǎn)周期中快速完成激光打標(biāo)，以確保產(chǎn)品具有清晰的可追溯性。

先驅(qū)工作，成功典范

“我們開(kāi)創(chuàng)了業(yè)界先河。AUTFORCE和Gruber&Kaja都不知道，市面上哪種系統(tǒng)可以對(duì)給定尺寸壓鑄件上如此細(xì)小的孔眼進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分析。”AUTFORCE董事總經(jīng)理Stefan Perg介紹說(shuō)。除了氣孔尺寸，在規(guī)定的最大和最小密封限度內(nèi)，想要最大程度降低壓鑄件表面粗糙度也是一項(xiàng)極為復(fù)雜的挑戰(zhàn)。例如，采集的圖像必須能夠顯示銑槽等表面機(jī)加工痕跡。對(duì)此，AUTFORCE的解決方案是：采用帶專門設(shè)計(jì)的拱形碗狀光源的多相機(jī)系統(tǒng)。“通過(guò)多臺(tái)相機(jī)進(jìn)行圖像采集可最大程度減小畸變，并提高光學(xué)分辨率。此外，拱形碗狀光源還能提供最佳光照條件，將機(jī)加工痕跡和銑痕過(guò)濾掉，使其幾乎不可見(jiàn)。”Perg先生在介紹多相機(jī)系統(tǒng)的核心部件結(jié)構(gòu)時(shí)如是說(shuō)道。從整體設(shè)計(jì)來(lái)看，對(duì)安裝空間的要求也是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)橄鄬?duì)于尺寸較大的壓鑄件，Gruber&Kaja的作業(yè)空間非常有限。“由于現(xiàn)有設(shè)備幾乎占據(jù)了所有的空間，多相機(jī)系統(tǒng)只能安裝在該設(shè)備上方。當(dāng)然，我們還必須考慮到搬運(yùn)壓鑄件的機(jī)械手在相機(jī)工作范圍內(nèi)的最大工作高度。”Perg先生解釋說(shuō)。

可靠檢測(cè)出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔，同時(shí)記錄氣孔的位置及尺寸。

拱形碗狀光源可提供最佳的表面測(cè)量條件，將壓鑄件表面的機(jī)加工痕跡過(guò)濾掉。

核心部件：多相機(jī)圖像分析

AUTFORCE多相機(jī)系統(tǒng)的核心部件是一個(gè)帶拱形碗狀光源的檢測(cè)單元，該光源配備輕微過(guò)壓保護(hù)，以防止灰塵侵入。對(duì)于圖像采集，AUTFORCE采用6臺(tái)800萬(wàn)像素分辨率的堡盟LX系列GigE相機(jī)。“多相機(jī)圖像采集原理的主要優(yōu)勢(shì)在于：在保持全圖像分辨率的情況下，最大限度降低每張圖像的畸變。”Perg先生表示。這些相機(jī)還兼容第三方軟件，因此可通過(guò)HALCON.完成圖像分析。為此，AUTFORCE專門設(shè)計(jì)了一款程序，該程序可將多幅圖像合并成像素級(jí)精度的合成圖像，并將該圖像與壓鑄件的CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此來(lái)定義檢測(cè)區(qū)域。整個(gè)過(guò)程僅需幾秒便能完成。另外，在分析過(guò)程中，機(jī)械手夾住壓鑄件翻轉(zhuǎn)180度，以便檢測(cè)壓鑄件背面。相機(jī)分辨率與像元尺寸的比值也是一個(gè)重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)。“我們心目中最理想的相機(jī)必須采用堅(jiān)固的設(shè)計(jì)、足夠大的芯片或像元尺寸，以及極高的光學(xué)分辨率。”Perg先生說(shuō)道。憑借5.5×5.5μm的像元尺寸，3360×2496的分辨率，配備ams公司（前身為CMOSIS）CMV8000全局快門傳感器的堡盟LXG-80高性能工業(yè)相機(jī)堪稱理想之選。通過(guò)符合GigEVision.標(biāo)準(zhǔn)的接口，該系統(tǒng)可快速、經(jīng)濟(jì)、高效地集成到控制環(huán)境中。“對(duì)于我們而言，相機(jī)系統(tǒng)必須采用經(jīng)久考驗(yàn)、可快速集成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，這是一個(gè)前提條件。”Perg先生表示。

全程可追溯性，確保過(guò)程可靠性

圖像采集完成后，壓鑄件被轉(zhuǎn)到另一個(gè)區(qū)域進(jìn)行激光打標(biāo)。生產(chǎn)日期、時(shí)間和DataMatrix碼被打在鑄件上，以確保產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程和使用壽命期間都具備可追溯性。未通過(guò)氣孔檢測(cè)的壓鑄件需要進(jìn)行局部編碼，以便在返工合格并通過(guò)所有檢查后再進(jìn)行打標(biāo)。“這樣，此類壓鑄件在進(jìn)入下一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)前就會(huì)被發(fā)現(xiàn)，關(guān)于該壓鑄件的任何返工信息也都已儲(chǔ)存在產(chǎn)品信息中。”Perg先生介紹道。

六臺(tái)800萬(wàn)像素分辨率的堡盟LX系列相機(jī)可采集多幅圖像，然后合并成像素級(jí)精度的正面和背面合成圖像，并借助壓鑄件的CAD數(shù)據(jù)以進(jìn)行分析。

憑借高達(dá)4800萬(wàn)像素的分辨率以及337fps的幀率，堡盟LX系列相機(jī)即便在高速過(guò)程中也能實(shí)現(xiàn)可靠的檢測(cè)，絕不放過(guò)任何細(xì)節(jié)。

全方位的成功

憑借AUTFORCE的解決方案，Gruber&Kaja通過(guò)提升自動(dòng)化水平、減少人工操作與檢測(cè)工作量來(lái)提高效率和經(jīng)濟(jì)可行性，同時(shí)通過(guò)可重復(fù)的生產(chǎn)工藝提高可靠性，并確保完整地記錄每步工序以及相關(guān)結(jié)果。此外，可靠持久的激光標(biāo)記確保了產(chǎn)品的可追溯性。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年2月刊