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    在現(xiàn)代汽車行業(yè)中，幾乎所有組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)都得益于機器視覺技術(shù)，成功完成跟蹤、裝配或檢測。超短的交貨時間、精益的庫存管理、跨越各大洲的復雜供應鏈以及零缺陷的OEM要求均需要在整個現(xiàn)代汽車制造廠采用機器視覺技術(shù)。

機器視覺提高生產(chǎn)率
    最初，汽車行業(yè)采用2D機器視覺技術(shù)跟蹤傳送帶上的元件、測量車身面板之間的間隙以及提高生產(chǎn)的可視性及質(zhì)量。現(xiàn)在，面對日益苛刻的客戶基礎和競爭激烈的全球市場，汽車行業(yè)正努力將生產(chǎn)率提高到新的水平，并將機器視覺提升到新維度。

    一些成熟的3D機器視覺技術(shù)正在幫助汽車制造商將新的汽車設計更快地推向市場，同時降低模具成本。單、雙和多攝像頭3D機器視覺技術(shù)正在幫助機器人成為能夠根據(jù)生產(chǎn)需求變化重新部署的靈活生產(chǎn)機器。通過向他們的機器視覺自動化系統(tǒng)增加一個額外的維度，工業(yè)工程師能夠享受2D視覺的所有傳統(tǒng)優(yōu)勢和功能，同時自動化一度被認為是對于傳統(tǒng)工廠自動化太具挑戰(zhàn)性的危險應用，如涂膠、噴漆和焊接。

    簡而言之，3D視覺引導應用可幫助汽車制造商：提高質(zhì)量，防止缺陷；實現(xiàn)新的可追溯性要求的符合性；以及減少浪費，增加成品率和提高生產(chǎn)率。

    然而，為有效開發(fā)和部署3D機器視覺應用，汽車制造商及其供應商、機器制造商和系統(tǒng)集成商需要了解3D機器視覺技術(shù)如何能夠改進汽車制造流程、各種應用的挑戰(zhàn)及潛在優(yōu)勢。

KWDAutomobiltechnikGmbH的3D機器視覺應用
    為在不到30秒內(nèi)生產(chǎn)出一塊汽車側(cè)面板，Schnellecke集團AG&Co.KG的子公司KWDAutomobiltechnikGmbH（德國沃爾夫斯堡）開發(fā)了機器人焊臺，采用康耐視智能VisionPro3D圖像處理軟件，通過來自W計劃的自定義運動控制引導機器人。在KWD監(jiān)督程序的引導下，視覺引導的拾放機器人收集組成元件、將元件焊接到側(cè)面板、檢測側(cè)面板的精度并將成品側(cè)面板放置到生產(chǎn)線上。

精確同步
    為將三個組成元件精確地裝配到完整的汽車側(cè)面板中，焊接機器人需要了解每個元件在形狀上與編程元件如何不同，包括鈑金元件中的任何扭曲或變形，以及每個組件在焊接之前位于何處。

    為生成這種幾何和位置數(shù)據(jù)，KWD的工作間采用康耐視VisionPro3D視覺軟件識別元件位置和供應機架中側(cè)面板的可能扭曲，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到工作間中的兩個機器人之一。VisionPro3D視覺軟件利用PatMax幾何圖案搜索算法和內(nèi)置校準程序提供3D位置數(shù)據(jù)。

    起初，第一個機器人通過夾持器和集成視覺系統(tǒng)將自身定位在組件箱前面，其夾住水平堆放的車身元件。在將機器人引導至組件堆的第一個元件之前，VisionPro3D視覺軟件將分析來自不同攝像頭的圖像并測量元件的位置。

    夾緊分兩步完成。首先，元件通過真空抽吸，隨之，銷栓將鈑金元件傳遞過去安裝且固定。同時，第二個機器人通過其雙面夾持系統(tǒng)和集成3D視覺技術(shù)將自身定位在運輸機架前面，其夾住汽車面板的較大型組件。第二個機器人檢查運輸鎖的位置、測量元件的位置并在正確的位置拾取組件。隨后，兩個機器人移動至一個轉(zhuǎn)臺，在正確的位置按照邏輯順序放下元件進行焊接。

    利用來自VisionPro3D視覺軟件的數(shù)據(jù)，每個機器人控制器可根據(jù)實際元件位置實時調(diào)整夾持器路徑。相比手動焊接和加工，產(chǎn)品質(zhì)量獲得改進，操作員亦能更專注于系統(tǒng)的操作，而不是元件的正確裝載和卸載。

全面的可追溯性
    在焊接流程通過點焊機器人完成后，第一個和第二個機器人將進行光學點焊檢驗。其將檢驗點焊的數(shù)量和定位精度。3D視覺系統(tǒng)檢查焊縫是否位于預定義的區(qū)域內(nèi)。基于焊接控制參數(shù)，系統(tǒng)檢查焊接點的根部是否正確。將通過測試獲得的數(shù)據(jù)進行存檔，并把圖像分配到相關(guān)參數(shù)。通過這種方式，KWDAutomobiltechnik公司實現(xiàn)了全面的可追溯性和可靠記錄的質(zhì)量驗證。

    在最后的工作步驟中，第二個機器人將取出焊接好的組件，將其放置到成品元件的運輸框架中。如果所需數(shù)量的成品元件已堆放在運輸框架中，信號將發(fā)送至運輸物流部，其將收集裝滿的運輸機架并提供新的空機架。

全面的檢查
    除機器人引導元件采集、置放和焊接之外，康耐視VisionPro3D視覺軟件還可檢驗高質(zhì)量生產(chǎn)和高效率運行所需的一些起始和結(jié)束位置，如焊臺的張緊控制桿。另外，其還可檢查容器的運輸制轉(zhuǎn)桿以確定它們是否開啟或關(guān)閉。

    經(jīng)驗證，照明是3D視覺系統(tǒng)實施過程中面臨的最大挑戰(zhàn)之一。側(cè)面板的單個組件在運輸機架上沒有確定的位置，因此可能扭曲或傾斜，這會改變光線如何從鈑金上反射。工作間設計師通過以下方式解決了這個問題：用白色內(nèi)墻構(gòu)建一個外殼，白色光線通過其在金屬元件上均勻地分散，且具有最大可能的入射角；利用VisionPro3D視覺軟件的強大位姿估計功能，其具有檢測由反射造成的異常特征并從位姿估計計算中將其消除的能力。

    經(jīng)過為期九個月的開發(fā)和調(diào)試期間后，新工廠正在全速運行三班倒。

康耐視3D機器視覺助力汽車制造商取得成功
    康耐視公司供應一系列汽車行業(yè)3D機器視覺應用硬件和軟件，包括VisionPro®3D軟件，用以機器人引導、元件尺寸測量和質(zhì)量檢驗。

    康耐視廣泛的產(chǎn)品目錄及行業(yè)最佳的全球系統(tǒng)集成商（SI）網(wǎng)絡意味著其能夠提供汽車行業(yè)利用3D機器視覺技術(shù)所需的一切，包括傳感器、照明、圖像處理引擎和圖像處理軟件。通過提供經(jīng)過廣泛兼容性和易于集成性測試的硬件和軟件，康耐視公司簡化了系統(tǒng)設計，加快了客戶的投資回報。并且，如果您的3D機器視覺系統(tǒng)設計證明具有挑戰(zhàn)性，康耐視公司作為全球最大的機器視覺公司意味著能夠為汽車客戶提供全球最大的系統(tǒng)集成商和產(chǎn)品支持網(wǎng)絡。