装配线升级提升盈利能力
Cognex在望®雷诺-桑杜维尔的激光焊接传感器
康耐视(纳斯达克代码:CGNX)是全球领先的视觉系统、传感器和条码阅读器供应商，展示了工业视觉在汽车行业的应用。在雷诺位于桑多维尔的工厂中，这项应用程序包括检查激光焊接缺陷，这些缺陷有时会导致组装好的车辆被送到废品场。这里有一个例子，可以通过使用工业视觉在生产线上增加价值之前做质量检查得到什么。
雷诺LHA工厂位于诺曼底地区，在Sandouville镇，更准确地说，在Le Havre的港口和工业区(在塞纳河海事部门)。这相当大的bodywork-assembly厂是专业生产高档汽车:汽车的拉古那行,或者满意和埃斯佩斯IV。这些车辆的主要生产设备,它占地面积152公顷,是建立在60公顷,雇员近6000人。
该基地包括四个制造部门:冲压、钣金、喷漆和装配，以及执行支持功能的八个部门和部门。日产1900辆。Sandouville工厂是雷诺集团第一家于1998年12月获得ISO 14001*认证的车身装配厂。
本文所介绍的视觉应用是在冲压车间进行的。这个车间生产构成车体外壳的钣金件。它主要由切割线、组装和薄板焊接点以及薄板压机组成，这些压机构成了车身的各种部件。冲压车间提供钣金车间，钣金车间进行车身外壳各部件的装配。在最后的组装之前，这些材料将被送到油漆车间。
安装的视觉系统是为检查拉古纳轿车车身左右两侧而设计的。因此，相同的安装可以检查四个不同的部分。
车身外壳的每一侧由激光焊接组装的两部分组成。焊缝周围会出现缺陷，需要进行检测。在进行各种挤压操作(使零件成形)时，可能会产生明显的或局部的断裂。由于零件是在生产线的末端手工存储的，那些显示出此类故障的零件很容易发现和移除。
当缺陷是沿着焊缝形成的小洞时，就不那么容易发现了，其中一些小洞的直径小于三分之一毫米。如果在生产线的末端没有检测到这些孔的存在，如果不将零件移除，就会在成型过程中产生断裂，造成许多问题，严重影响装配线的生产率。有时细小的孔足以在喷漆后给车身留下难看的外观。
如果这些缺陷在车辆组装前没有被发现，其后果可能是经济上非常昂贵的，因为它是非常困难的修复…有时没有其他选择，只有把底盘送到废品场。
之前的焊接检查是由几名操作人员完成的，他们必须努力处理尺寸和重量相当大的部件:车身外壳的侧面长约3.4米，宽1.6米，重近30公斤。为了进行操作，他们在零件的一边放置一个光源，从另一边检查光线没有通过，显示零件上有裂缝或洞。这种形式的控制，即使是用最优的方法，也不能突出非常小直径的孔。
许多有缺陷的部件通过了这些检查，所以必须找到一个解决方案，能够停止这种情况，同时进行持续和可靠的检查下体外壳。
在雷诺桑杜维尔，Patrice Dumont是自动化系统经理。他是DIVD(分散的车辆工程部)压榨部的一员，该部门隶属于位于伊夫林的圣昆廷雷诺技术中心。
不久前，Patrice Dumont有机会参加了机器视觉公司Cognex举办的一个研讨会。德国必威他意识到，在工业上广泛使用的视觉系统是其他控制程序的更好选择，而且它们可能是问题的解决方案。它们降低了某些通常由操作员执行的任务的难度。他们不像人眼那样受疲劳的影响，不断地工作，保证质量和提高生产力。
Patrice Dumont决定评估一个基于工业视觉系统的解决方案，并召集了雷诺Sandouville工厂的集成商。必须确保这种类型的检查可以用视觉系统适当地进行，并且可以迅速地生产出原型进行首次测试。几家视觉系统制造商被召集。康耐视是最活跃的，它是In-Sight®为操作选择的视觉传感器范围。
在2002年7月，原型进行了测试。试验证明非常有说服力:所进行的试验是100%正确的。康耐视视觉传感器检测到所有故障。条款和条件已制定，并订购了第一个试验台。根据规定，该系统应该能够检测直径为3/10毫米的孔。在现实中，该系统将证明它可以做得更好。
第一个测试平台在2003年年中投入使用。后来又订购了一个尺寸较小的测试台，用于检查拉古纳(Laguna)、维尔萨蒂斯(Vel Satis)和Espace等几辆车在另一条线上的侧架。每个测试台有4个康耐视视觉传感器。
车身外壳侧试验台
第一个测试台是一个金属框架，长约5米，宽约2米，重达5吨，5厘米厚的平台支撑着要检查的部件放置的结构，以及带有LED指示灯的背光系统。每次启动拉古纳下体壳体的制造时，试验台都在压线末端的一座桥上就位。
四个congnex in - sight 1000摄像机，分别放置在保护套管中，位于平台上方和交叉支撑梁的顶部。控制屏幕固定在试验台的一侧，在控制系统也安装的盒子中。另一端安装有缺陷部件的标记系统。
需要检查的部件——车身外壳侧面——长约3.4米，宽1.6米，重近30公斤。它们由机器人放在试验台为此目的提供的支架上。有两个方面需要检查。目标区域长约10厘米，宽约5厘米，有覆盖。两个摄像头倾斜45°，部分形成一个u形焊接区域。
这种相机能够探测到来自背光系统的非常低的光线水平，并通过任何孔，其中一些孔的直径只有十分之一毫米。
如果该部件被声明为声音，这将显示在控制屏幕上。如果零件有缺陷，它也会显示在屏幕上，每出现一个缺陷，在线条的末端就会亮起红灯，最后，该零件就会被墨水喷出来，停止使用。
在生产线上进行的控制速度是项目的决定因素:所有的操作——定位零件、图像捕捉和分析、检测和打标，无论如何都不能降低生产速度。在这个阶段，康耐视系统证明了它们的价值:条款和条件中规定的生产速度是每小时900个零件;目前的生产速度是车身壳边420件/小时，边框850件/小时。
该系统与装有硬盘的个人电脑相连，用于保存1年以上发现的缺陷零件的照片。这一程序可以在以后对遇到的问题进行分析;它有助于确保零件的可追溯性和监控不同的班次(天，小时，摄像头1和2…)。
简单的操作
这个项目的目的是找到一种方法和系统的自动化检查焊缝。检查的原理依赖于被检查区域的背光。用照相机观察光线是否穿过焊接区域是合乎逻辑的。然而，为了“工业化”解决方案，仍有几点需要检查:首先，用于处理所获取图像的工具足够高效——即精确和可靠——能够识别所有类型的故障，包括那些肉眼难以检测的故障;其次，能够在不降低生产速度的情况下进行100%的检查。
Patrice Dumont说:“我们必须告诉系统应该识别哪些故障。”“这是逐步完成的，与此同时，我们正在熟悉这个系统。一旦系统记住了故障的类型，识别率就达到了99.99%。”
需要克服的主要问题是环境照明。由于车间现有的照明、区域的布局(玻璃表面)和方向，部分上出现的反射偶尔会干扰操作，并显示出不存在的缺陷。在生产线的末端放置窗帘就解决了这个问题。
现在对整个生产(车身外壳侧面和侧框架)进行可靠的焊接检查。通过获得的故障识别率，可以很快地识别出压线末端的缺陷部件并将其移除。Patrice Dumont说:“整个身体的炮弹必须被送到废品场的时代结束了。”“仅这一阶段的节省就充分证明了投资的合理性。视觉控制点由四部分共享的事实也有助于其盈利能力的提高。”
这种用工业视觉工具检查焊缝的方法对其他现场很有兴趣，很可能会得到普遍应用。关于所使用的原理已经注册了一项专利。
