在將一些元件（比如輪艙）最終裝配到汽車車身外殼上的時候，需要使用很多螺紋型銅質(zhì)螺栓。通常，工程師使用機器人將元件置于接近傳感開關附近，檢測外殼上是否有螺栓。但是這種開關的平均失效間隔時間很短，只要有新的型號或者設計變更出現(xiàn)，就需要安裝更多的開關，這樣極大增加了維護成本。Ford公司使用機器視覺檢測螺栓是否存在，并讀取車身上的條形碼，對傳統(tǒng)方法進行了改進。機器視覺系統(tǒng)高度可靠，只需要對程序進行快速的修改，就可以應對新的型號或者是設計變更。Ford公司選擇了Cognex公司的In-Sight 7000系列視覺系統(tǒng)，因為這些系統(tǒng)提供了與很多PLC和機器人的接口模板，便于編程。同時，它們采用了緊湊式設計，堅固可靠，適用于生產(chǎn)環(huán)境，價格也比較公道。

　　Ford公司投資了5.55億美金建設Flat Rock總裝廠，搭設可以兼容多種車型的最先進的全柔性生產(chǎn)線。Ford在這座工廠提供了1200個工作職位，準備生產(chǎn)FordFusion，未來還將在這里生產(chǎn)FordMustang。Ford還對這家工廠的噴涂車間進行了改造，采用環(huán)境友好的3-Wet噴涂工藝。下一代的FordFusion將為中型車市場提供更廣泛的節(jié)能型動力系統(tǒng)的選擇--兩款EcoBoost汽油發(fā)動機、一款常規(guī)自然吸氣四缸發(fā)動機、一款混合動力以及一款即插電式混合動力發(fā)動機。新款FusionHybrid續(xù)航能力可以達到前所未有的每加侖47英里，成為美國市場上最節(jié)能、不需充電的三廂轎車。對于每一家新的工廠，F(xiàn)ord都大幅度提高它的裝備和設施的柔性，以便在同一家工廠可以生產(chǎn)多種車型。到2015年，從全球范圍來說，F(xiàn)ord在每家工廠的生產(chǎn)多樣性將比2011年提升25%。

　　作為提升Flat Rock總裝廠生產(chǎn)柔性項目的一部分，F(xiàn)ord詳細考察了當前的檢測手段。在螺栓嵌入車身之前，保證所有螺栓都就位，這一點非常重要，因為一旦有螺栓缺失，相應的車身就需要從總裝線上移走進行修理，這樣就中斷了生產(chǎn)進程。銅質(zhì)螺栓是通過螺栓焊槍裝到外殼上的，焊槍可以把螺栓固定好，然后在螺栓和車身外殼之間畫一道弧線。過去使用接近開關對螺栓進行檢測，失效率很高，這是因為每一臺車身上的螺栓都可能滑落，在檢測的過程中碰到開關。不同的車型、款式以及設計都會有不同的螺栓布局。一旦出現(xiàn)新的布局，就需要加入更多的接近傳感器。傳統(tǒng)的方法在出現(xiàn)新車型或者設計變更的時候，需要耗費維護人員大量的時間來更換失效的接近傳感器，以便加入新的傳感器。

　

Cognex In-Sight 7000系列視覺系統(tǒng)檢測汽車零件

　　"我們決定在這項工作中采用機器視覺，增加柔性，減少維護費用，"Ford公司的控制工程師Scott Vallade說道："對Fusion這款車型，我們有很多種車身外殼方面的檢測需要，因為我們應該要找到一種滿足所有這些需要的經(jīng)濟型方案。除了需要多種檢測之外，我們還希望找到一款容易編程，具有標準輸入/輸出方案可以進行定制的工具，能夠兼容工廠當中所有的機器人和PLC，以縮短工作時間，讓每一個集成商都可以關注自己相關的視覺問題。我們希望這是一款經(jīng)濟的方案，并且能夠適應工廠的環(huán)境。"

　　"我們選擇了Cognex的7000系列智能工業(yè)相機作為車身外殼檢測的最佳方案，" Vallade說："Cognex能夠支持多種通訊協(xié)議。他們建立了一個客戶模板，能夠與我們工廠中的所有設備進行通訊，這樣我們的集成商就可以只關注視覺應用的編程問題了。"Cognex的In-Sight系統(tǒng)包括預配置的驅(qū)動、隨時可用的模板和示例代碼，可以加速系統(tǒng)安裝，保證工廠自動化機器人和控制器之間的順暢通訊。這種視覺系統(tǒng)的驅(qū)動、模板和示例代碼都面向MC協(xié)議、EtherNet/IP和 Profinet這樣的開放式標準工業(yè)以太網(wǎng)通訊協(xié)議，可以與來自Mitsubishi, Rockwell Automation, Siemens以及其他制造商的多種PLC和其他自動化設備連接。此外，系統(tǒng)還擁有面向ABB、Denso、Fanuc、Kawasaki、Kuka、Motoman及 Staubli等多家廠商機器人的預配置驅(qū)動、隨用型模板和示例代碼。

　　Cognex提供靈活的EasyBuilder用戶環(huán)境，可以在不需要編寫一行程序的情況下，可視化虛擬安裝任何一種檢測應用。在得到零件的圖像之后，用戶可以在網(wǎng)絡上找到In-Sight視覺系統(tǒng)，按照引導激活視覺系統(tǒng)，安裝測量和非線性校準工具。用戶可以從視覺工具庫中選擇合適的工具檢測零件，用戶還可以選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù)和協(xié)議，同PLC、機器人或者HMI進行通訊，進行數(shù)據(jù)收集和建檔。在部署模式當中，用戶可以使用圖形工具、結果表格和幻燈片控制，對應用進行驗收并查找錯誤。7000系列智能工業(yè)相機的體積很小，只有77毫米*55毫米*47毫米，采用IP67等級封裝設計，適應工廠環(huán)境。

　　在當前的應用中，相機是靜止不動的，機器人將零件移至指定位置進行檢測。未來，也可以采用機器人移動視覺系統(tǒng)到指定位置對靜止車身進行檢測的方式。螺栓的數(shù)量和方向決定了在檢測螺栓時需要多少臺相機?，F(xiàn)在，發(fā)動機罩和儀表盤裝配以及左右車輪罩的裝配都已經(jīng)引入了視覺系統(tǒng)。對于不同類型的發(fā)動機罩和儀表盤可能需要15到17個螺栓，而不同的車輪罩可能需要10到12個螺栓。每一臺外殼都采用兩套視覺系統(tǒng)進行檢測。

　　相機采用Ethernet/IP協(xié)議與機器人或者PLC連接，PLC或者機器人可以告訴照相機哪一款車型正在接受檢測，正在使用哪些程序。機器人將零件至于照相機前方，然后機器人或者PLC給相機發(fā)送一個信號要求拍照。相機對零件進行檢測，根據(jù)程序決定這個零件是否通過檢查或者不合格。然后，相機再發(fā)送一個信號給機器人或者PLC。如果零件沒有通過檢測，PLC會告訴操作員更換掉不良品。

　　Cognex In-Sight 7010

　　視覺集成商需要為每一個應用決定最佳的照明方式以及需要的視覺工具。現(xiàn)在人們采取兩種不同的方法，一種是基于Blob算法，可以根據(jù)形狀識別物品；另外一種則是基于直方圖工具，可以將數(shù)字圖像的色調(diào)分布與保存的優(yōu)質(zhì)零件的色調(diào)進行比較。Cognex7000視覺系統(tǒng)還可以用來讀取車身上的二維條形碼。條形碼還可以傳遞給其他系統(tǒng)，以便在汽車離廠之前確認沒有問題。

　　"購買和安裝視覺系統(tǒng)的初始成本要比十幾個接近傳感器高，"Vallade說："但是，接近傳感器還會有后續(xù)的開支，比如更換傳感器的成本以及維護所需要的人工和停機時間。我們還需要考慮針對新的情況的設計變更和生產(chǎn)調(diào)整所做的準備工作。使用機器視覺系統(tǒng)，我們安裝了非接觸式的檢測系統(tǒng)，顯著降低了后續(xù)成本，因為這些系統(tǒng)可以工作很多年，不需要任何大規(guī)模的維護。視覺系統(tǒng)可以編程，所以只需要簡單的程序修改，它們就能夠適應新的車型和設計上的變化。總的來說，機器視覺可以降低我們的檢測成本。"