公司簡介
富士康科技集團(tuán)是專業(yè)從事計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)電子等3C產(chǎn)品研 發(fā)制造，廣泛涉足數(shù)位內(nèi)容、汽車零組件、通路、云運(yùn)算服務(wù)及 新能源、新材料開發(fā)應(yīng)用的高新科技企業(yè)。 富士康自1974年在 臺(tái)灣肇基，1988年投資中國大陸以來，迅速發(fā)展壯大，擁有百余 萬員工及全球頂尖客戶群，是全球最大的電子產(chǎn)業(yè)科技制造服務(wù)商。
挑戰(zhàn)
富士康為許多知名品牌的電子產(chǎn)品制造商進(jìn)行產(chǎn)品零部件的代工 生產(chǎn)，比如蘋果手機(jī)、小米手機(jī)、相機(jī)等。本次在相機(jī)外殼的生 產(chǎn)過程中，需要對(duì)生產(chǎn)出的相機(jī)外殼孔徑大小進(jìn)行檢測，防止孔 徑太大或太小的不合格 品流入市場，導(dǎo)致客戶投訴，影響公司信 譽(yù)與競爭力。
對(duì)于大批量的生產(chǎn)應(yīng)用來說，為了保準(zhǔn)生產(chǎn)質(zhì)量，這樣就必須耗 費(fèi)大量的人力資源對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行專門的質(zhì)量檢測，而培訓(xùn)一個(gè)合格 的質(zhì)檢員需要大概3個(gè)月的時(shí)間，這對(duì)于人員流動(dòng)異常頻繁的富士 康集團(tuán)來說，將是一筆很高的投入，而且人工檢測時(shí)，人員易疲 勞，由于人為疏忽，仍會(huì)有不合格品進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
考慮到質(zhì)量和成本的雙重壓力，需要一款視覺設(shè)備代替人工對(duì)相 機(jī)外殼孔徑大小進(jìn)行高精度的測量，該視覺設(shè)備的測量精度要求 為0.01mm，在不同時(shí)間段內(nèi)可以對(duì)多種不同形狀的產(chǎn)品進(jìn)行測 量，為此，富士康工程師找到了我們，我們推薦使用Microscan Visionscape GigE相機(jī)，使用PC-Based方案進(jìn)行產(chǎn)品的自動(dòng)化 測試。
解決方案
在過去，富士康集團(tuán)已經(jīng)使用了Microscan GigE相機(jī)進(jìn)行相機(jī)外殼孔徑的檢測，客戶對(duì)設(shè)備及方案實(shí)施效果表示高度認(rèn)可，此 次客戶再次采購了一整套以GigE相機(jī)為核心的主要視覺設(shè) 備，相比上次檢測產(chǎn)品限于一種的局限性，此次對(duì)方案進(jìn)行 升級(jí)，使之可以滿足多種相似產(chǎn)品的的測量。在本次案例 中，富士康有相機(jī)外殼若干種，每種外殼包含8-12個(gè)大小不 同的圓孔或長方形孔，需要我們用視覺的方案測出每片產(chǎn)品 中圓孔的直徑與真圓度(最小 半徑與最大半徑的比值)，測試 精度要求保證在0.01mm之內(nèi)；測試完成后將所測的數(shù)據(jù)保 存到本地指定路徑下的txt文本中，供富士康軟件開發(fā)人員進(jìn) 行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
圖1 檢測系統(tǒng)中擁有邁思肯智能相機(jī)
我們選用Microscan Visionscpe GigE系統(tǒng)作為在視覺解決方 案的核心，是由于它主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
● 高速、高分辨率的圖像處理
● 可提供強(qiáng)大的Visionscape軟件的全部功能
● 可使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)組件構(gòu)建系統(tǒng)
● 可支持多達(dá)8個(gè)Visionscape GigE攝像機(jī)
● GigE攝像機(jī)可提供多種配置
● 千兆位以太網(wǎng)（GigE），高速數(shù)據(jù)傳輸
● 小巧而輕盈，即使狹小空間也可方便安裝
● 用戶界面直觀，提供全套系統(tǒng)狀態(tài)、應(yīng)用監(jiān)控和結(jié)果
圖2 使用Visionscape GigE檢測的相機(jī)外殼孔徑示意圖
因?yàn)榉桨钢械?孔徑檢測"測試精度要求比較高，我們選用邁 思肯500萬像素的GigE相機(jī)，配以50MM定焦鏡頭。 針對(duì)被測 相機(jī)外殼孔為"通孔"的特點(diǎn)，使用白色面光源，打背光，這 樣相機(jī)取圖時(shí)可以非常好的凸顯出待測對(duì)象特征，整套視覺設(shè) 備安裝在富士康做好的檢測平臺(tái)上，相機(jī)通過工控機(jī)及IO板卡 與PLC通信，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)檢測。 相機(jī)抓取被測物圖片后， 由與之配套的功能強(qiáng)大的Visionscpe專業(yè)視覺軟件進(jìn)行圖像處 理，最終測出準(zhǔn)確的孔徑數(shù)據(jù)并輸出，再配合用戶二次開發(fā)的 應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的其它用途。還可以通過Visionscpe視覺 軟件或二次開發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)測試過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
圖3 使用Visionscape GigE拍取的圓孔及方孔圖片效果
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及測試過程如下：
測試工位分為左右兩個(gè)，待測的相機(jī)外殼放在對(duì)應(yīng)類型的支具 上，換料時(shí)由氣缸帶著支具進(jìn)行前后移動(dòng)；相機(jī)固定在絲杠的 中央位置，白色面光源放置在待測位置正下方，由絲杠帶動(dòng)相 機(jī)進(jìn)行前后左右走位，依據(jù)順序移動(dòng)到調(diào)好的坐標(biāo)處進(jìn)行一片 產(chǎn)品中多個(gè)孔徑的檢測。絲杠的運(yùn)動(dòng)由與伺服電機(jī)相連的PLC 來控制。在測試平臺(tái)下面配有含視覺數(shù)字IO板卡的工控機(jī)，其 中有6路輸入、1路輸出信號(hào)與PLC相連接，為相機(jī)提供拍照 "觸發(fā)信號(hào)"及"準(zhǔn)備信號(hào)"，相機(jī)檢測完成后輸出"完成信 號(hào)"給PLC，由PLC控制伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠上的相機(jī)運(yùn)動(dòng)到下一 待測孔位坐標(biāo)點(diǎn)。
結(jié)論及展望
通過使用視覺的方案來替代人工進(jìn)行生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測 量，投資低，效果顯著，不但可以節(jié)約勞動(dòng)成本，節(jié)減人力資 源，更重要的是顯著提高產(chǎn)品檢測的可靠性與準(zhǔn)確型，使產(chǎn)品 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量得到了保準(zhǔn)。以電子行業(yè)為例，可以延伸的 其他行業(yè)，相信隨著視覺技術(shù)的發(fā)展及視覺技術(shù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn) 的積累，更多具體而現(xiàn)實(shí)的問題可以用機(jī)器視覺來解決。
圖4 邁思肯Visionscape GigE相機(jī)及視覺軟件
綜述
