“成像時代”下的汽車零部件外觀在線檢測技術應用

現今的視覺系統技術和環境放在半個世紀前，即使是超級計算機也很難應對，因此可以肯定的說這是一個“成像時代”，可以“隨時隨地與任何人”通過圖像交流及共享信息。自動讀取印刷的生產日期，產品形狀(外觀、損傷、表面形狀)，與機器人相連的分類與組裝，包括農業/海事處理與分類在內的遙感,工廠自動化系統中的視覺系統仍在不斷應用到更廣泛的工業領域中，同時其本身也正在根據不同的應用與需求得以優化，實現著持續、穩定的演變。

前2類垃圾運回珠海垃圾場處理。此外島上還有4臺總處理能力為2 t/d的垃圾低溫熱解焚燒爐處理第3類垃圾。第4類垃圾運至海島東南角的海灣垃圾填埋場填埋。

汽車制造行業是智能生產應用的先行者，許多先進的智能制造技術正是在汽車制造落地成功后，逐步推廣到其他制造行業。極高的智能化水平為這一領域的“智造”發展打下堅實基礎，引領整個制造行業的技術革新。

1 汽車零部件制造特征及產業升級

汽車零部件作為一種中間產品，和其他功能零部件在產品裝配時要達到完全配合，對精度和質量的要求非常高，主要包括表觀質量要求和內在質量要求兩方面。表觀質量有兩個測量維度,一是汽車零部件的形狀和尺寸精度，同一型號的產品要保持高度一致,這關系到汽車零部件裝配時的互換性和使用功能，二是汽車零部件的表面粗糙度和表面缺陷狀況，這會影響到產品的外觀和使用效果，也關系到終端產品的品牌形象。內在質量即性質質量，包括融合縫強度、殘余應力、取向與密度、相關的力學性能、熱性能等，關系到終端產品功能的穩定發揮,實現汽車零部件的精度要求充分體現出企業的精密制造能力。

我國汽車零部件企業數量眾多，企業規模普遍較小、研發投入較低、產品質量競爭力不足是行業長期存在的問題，總體來看，國內零部件企業的整體競爭力相比國際巨頭仍有較大的差距。隨著我國汽車行業的逐步成熟，消費者對汽車的安全性、舒適性、美觀度等品質的要求不斷提高，整車廠對零部件供應企業技術實力、經營管理能力的要求也更加嚴格，同時國內的產品質量法規與政策日趨完善。行業的發展趨勢促使零部件企業不斷向高端制造業升級轉型，即通過工業自動化、信息化等技術控制成本的同時，實現產品質量、穩定性及技術含量的提升，進而在全球汽車產業鏈中保持足夠的競爭力。

2 產品檢查與測量

產品檢查指用工具、儀器或其它分析方法檢查各種原材料、半成品、成品是否符合特定的技術標準、規格的工作過程。是對產品或工序過程中的實體,進行度量,測量,檢查,和實驗分析,并將結果與規定值進行比較和確定是否合格所進行的活動。

隨著計算機技術、芯片技術和軟件技術為核心的數字化技術取得了長足的發展，使得控制技術與互聯網結合的步伐加快，嵌入式技術再度成為研究的熱點。

通過在生產線中編入上述規則，可自動檢查大量生產的部件。在線測量可反復大量穩定進行不取決于測量人員的技能或測量方法的測量。此外，通過持續監視，可掌握何時開始發生的不合格品，因此有助于可追溯性管理。

3 在線/離線測量

測量方法的差異包括“在線測量”和“離線測量”。換句話說，在線測量=自動測量。離線測量=手動測量。區別為在制造工序(生產線)中，測量行為是包含在生產線中(In Line)，還是與生產線外的工序(Off Line)。

所以，以往依靠目視的外觀檢測，近年來隨著工廠智能化的發展，開始導入視覺系統。人的感知主要依賴視覺，智能感知核心是機器視覺。以機器視覺為核心的智能感知，正在與實體經濟深度融合，推動制造業轉型升級。

通常做法是在生產線上安裝傳感器，持續監視傳感器下方通過的部件。

總之，歷史學科關鍵能力的培養和訓練，應有目的、有計劃、有步驟地將學科關鍵能力的培養貫穿于整個教學過程的始終，應重在教師的啟發和引導，將書本上的每一個知識點都涵蓋在框架之中。才能達到歷史教學全面培養學生學科素養的目的。

1.作為合格品，注冊判斷的形狀或尺寸(公差的范圍差)；

2.在目標物通過傳感器下方時進行測量；

3.進行良否判斷；

4.在判斷為不合格品時輸出NG判斷。

產品測量是使用工具對測量的結果進行數值化。使用規尺測量長度時，有時會根據數值，得出“略長、略短”這種判斷。也可以說這是“以規尺獲取的數值(測量)為基準，對目標長度做出略長(或略短)的判斷”。

離線測量以手動操作測量儀，可獲得各個部位的測量值。對于游標卡尺、千分尺一類的測量儀，其測量部位不固定，可能會因測量人員的經驗和技能不同，導致出現不同的測量結果。此外，由于不進行持續監視，因此無法根據統計數據判斷從何時開始發生的不合格品。為了獲得穩定的檢查結果，以何種程度的間隔進行測量為離線測量的重中之重。

4 機器視覺和外觀檢測

1)可辨別細微異物、瑕疵、缺陷

肖文，楊璐，潘鋒,等.結合劃線擬合和深度學習的數字全息顯微相位像差自動補償方法[J].光子學報，2018，47(12)：1210001

2)精度

實現鄉村產業興旺，有利于推進工業化、城鎮化。鄉村產業興旺不僅滿足城鎮消費需求，也為工業發展特別是為農產品加工業的發展提供豐富的資源。鄉村產業興旺促進農民收入不斷增加，使得農村消費需求擴大并拉動城鎮經濟發展。實現鄉村產業興旺，不僅加快農業現代化步伐，還增強經濟增長動力，推進國民經濟與社會發展。

從服務評價效果來看，產出不足的主要有3家機構，分別是機構10、機構1、機構15，且機構10產出不足率高達62%?？梢酝ㄟ^提高老人的滿意度和安全管理兩方面的效果提高其產出。

5 機器視覺檢測優勢

1)效率

工業自動化的快速發展，使生產效率大幅提升，從而對檢測效率提出了更高的要求。人工檢測效率是在一個固定區間，無法大幅提升，而在流水線重復且機械化的檢測過程中，檢測人員很容易出現疲勞而導致檢測效率降低；而機器視覺能夠更快的檢測產品，特別是在生產線檢測高速運動的物體時，機器能夠提高檢測效率，速度甚至能夠達到人工10-20倍。

外觀檢測是指確認部件或產品表面異物、瑕疵、缺陷的檢測。在發現異物、污點、瑕疵或缺口等防止不良品流出的外觀檢測中，目視檢測存在極限。而且，檢測對象如果是以數千或數萬為單位，就需要龐大的勞動力，從而成為導致生產效率大幅降低的重要因素。要在這種情況下兼顧品質和生產效率，圖像處理技術成為不可或缺的存在。

由于人眼有物理條件的限制，即便是依靠放大鏡或顯微鏡來檢測產品，也會受到主觀性方面的影響，精度無法得到保證，而且不同的檢測人員的標準也會存在有差異；在精確性上機器有明顯的優點，它的精度能夠達到千分之一英寸。而且機器不受主觀控制，只要參數設置沒有差異，相同配置的多臺機器均能保持相同精度。

3)客觀性

人工檢測難免出現疲勞，同時有一個致命的缺陷，就是情緒帶來的主觀性，檢測結果會隨檢測人員心情的好壞產生變化；而機器沒有喜怒哀樂，它所帶來的檢測的結果自然更加客觀可靠。

4)重復性

機器可以以相同的方法一次一次的完成檢測工作而不會感到疲倦；與此相反，人工長期重復性檢測肯定會產生疲勞，同時每次檢測產品時都會有細微的不同，即使產品是完全相同的。

面對以上種種的妥協與委屈，女性也不是一味地忍耐與接受，她們在對于舊習俗的反抗、真愛的向往、事業的追求及獨立人格的要求方面有著不斷的嘗試。

5)環境

機器視覺是通過即圖像攝取裝置將目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，在測量工件過程中，無需與工件進行接觸，因此能夠適應惡劣危險生產環境，同時也不會對工件造成接觸性損傷；而人工則需要與工件進行接觸性檢測，因為無法應對惡劣危險環境，且在檢測過程中，不可避免的會對工件造成接觸性損傷。

6)成本

機器視覺前期投入會比較多，但屬于一次性投入，長期產出，由于機器視覺的發展越來越迅速，價格也會逐漸降低；而人工檢測則需要長期投入，且人工和管理成本會呈不斷上升的趨勢。由于機器比人工的檢測效率高很多，因此就長期來看，機器視覺的成本會更低。

同時，還要讓家長在參與教學前就了解到班級中幼兒的基本情況及年齡特點，這樣才能夠針對不同幼兒的特點采用不同的教學方法，在問題出現時也不會感到慌張。而且前期了解幼兒的特點可以增加家長對幼兒的喜愛，對于助教更有信心。

機器視覺可以通過多工位測量方式，一次性完成待檢產品的輪廓、尺寸、外觀缺陷、產品高度等多技術參數的測量；而人工檢測在面對不同的檢測內容時，只能通過多工位合作協調完成，而不同員工檢測標準不一，極容易出現誤檢的情況。

8)數字化

從人類歷史的發展看，祭品的改變是朝兩個方向發展的。一個是尋找象征方式：從人祭到割個口子，到最后的加冕與脫冕的游戲。這是一種象征性敘事，我在《再登巴比倫塔——巴赫金與對話理論》中有過分析。

機器視覺工作過程中產生的所有測量數據，均可獨立拷貝或以網絡連接方式拷出，便于生產過程統計和分析。同時還可在測量后導出指定測量數據并生成報表，無需人工一一添加，這無疑大大優于人工檢測的數據統計。

機器視覺檢測用于企業生產流程會將企業的時間大大的節約了，檢測缺陷產品并且防止缺陷產品送到消費者的手中，更是將企業價值大大的提升了，也使得企業能夠能到更多的利潤收益。

6 導入圖像處理的優點

“所謂機器視覺，就是用工業相機來模擬人眼的功能，進行相應的智能替代?！北热缫粭l工業生產線上，生產出的產品上會有一些不合格的，零件表層或結構內部會有雜質、裂縫、瑕疵等表面缺陷，需要把這些有問題的產品挑出來。大多依賴于人工檢測法，但人眼容易疲勞，準確率也不高，而且還需要大量的成熟技工。

考慮導入視覺系統的客戶經常會問“可以檢測多小的異物或黑點？”，這個問題的答案因相機像素數而異。像素數越多，檢測精度越高。如圖1所示。如果使用同級超大 2100 萬像素的視覺系統，以往目視難以發現的 0.037 mm(140 mm × 120 mm 視野時)的異物和瑕疵也可實現檢測。

外觀檢測中，必須對細微的瑕疵及缺陷等進行確認及辨別。要獲得穩定的檢測結果，預處理功能很重要。

通過在有無檢測中說明的二值化處理，難以發現異物及瑕疵等。實時濃淡補正(圖2)就可以消除工件表面的光澤及陰影，僅抽取污點及瑕疵。

圖3所示，該濾波器功能，可以消除諸如紋路的背景圖案，以及其他的干擾?？梢苑謩e對X和Y方向設定模糊處理效果，僅正確抽取異物。

7)信息集成

圖4所示，該濾波器功能，將在有無檢測中說明的斑點分析，運用于預處理功能中?？梢詢H抽取特定要素，消除光澤、陰影、背景、凹凸等。

2)對比度轉換能夠分范圍創建對比度合適的圖像，進行邊緣增強、背景干擾消除等處理。通過擴大濃淡差，使污點等的檢測更方便。

通過對競技藝術體操比賽運動員藝術表演風格的剖析，針對其運動員在賽場上不同風格的展現，不同舞步的變換，多樣的器械運用。聯系高校教學時所出現的問題，根據大學生的身心發展規律以及項目本身的風格特點，從競技項目運動中得到的啟示運用到普通高校教學中，以汲取更多經驗，豐富課堂教學，積極進行創新。

案例1 檢測觸媒外觀瑕疵、異物、污點

通過這個案例我們發現開展教學時，可以根據小學生對新鮮事物有特殊的興趣，抓住了他們的獵奇心理，設計好有趣的活動和游戲環節，為學生搭建了一個“見異思遷”的思維連接點，整個教學設計以學生原有知識經驗為基礎，為學生提供多樣化學習資源，創設生動有趣的學習環境，創設特定的審美情景。使學生在合作中積極、主動參與學習，提高學生學習的興趣，從而訓練學生思維的連貫性、變通性和發散性，同時豐富學生的想象力、挖掘學生的創造潛能，真正成為學習的主人。

顆粒捕捉器DPF是一種安裝在柴油發動機排放系統中的陶瓷過濾器，它可以在微粒排放物質進入大氣之前將其捕捉。DPF 等觸媒由于尺寸較大，以往難以進行破裂和堵塞等外觀檢測，如今通過使用業界超高像素數 2100 萬像素相機，成功實現了高精度檢測，圖5所示。

案例2 檢測活塞的切屑附著

附著在汽車發動機活塞上的切屑，難以通過目視檢測識別，是檢測時容易發生漏檢的重要環節。導入視覺系統后，對于細小的切屑，也能夠實現正確確認及辨別，圖6所示。

當然，人嘛，在你閑下來的時候，總是會去想一些蠅營狗茍的事情，不只是想，而且會有要去做做的愿望。這些都是人之常情，在所難免。但我絕不去打小六子媽的主意。

案例3 檢測油封外觀缺陷

油封接地面的缺口和毛刺檢測至關重要，以往由于其容易變形從而難以穩定檢測。新型缺陷檢測方式“趨勢邊緣缺陷”可完美解決這一問題。該工具可從工件邊緣抽取輪廓，將與該輪廓線差別較大的部分識別為毛刺 / 缺陷。以最多 5000 點的邊緣信息為基準，不僅支持圓或直線檢測，還支持由橢圓或自由曲線構成的復雜形狀輪廓的檢測，圖7所示。

微波濾波器是一個二端口網絡，它通過在濾波器通帶頻率內提供信號傳輸并在阻帶內提供衰減的特性，用以控制微波系統中某處的頻率響應[3]。濾波器的技術指標通常有截止頻率、頻率范圍和帶寬、通帶內插入損耗IL和回波損耗RL。其中回波損耗RL、電壓駐波比VSWR和反射系數Γ三個參數是相關的，通常用于反映濾波器的放射特性。相關表達式如下：

3)視覺系統外觀檢測還可用于汽車車身檢測系統，某汽車公司汽車車身輪廓尺寸精度的100%在線檢測，是機器視覺系統用于工業檢測中的一個較為典型的例子，該系統由62個測量單元組成，每個測量單元包括一臺激光器和一個CCD攝像機，用以檢測車身外殼上288個測量點。汽車車身置于測量框架下，通過軟件校準車身的精確位置。機器視覺檢測技術相對于傳統的人工檢測，具有效率高，精度大，不受人工檢測的主管性影響，能長期重復工作，對工件影響小，長遠成本低等優勢，越來越多的行業逐漸使用自動化生產，因此，機器視覺檢測是未來的發展趨勢。

[1]KEYENCE官網技術資料.

[2]古意昌. 氣門多尺寸計算機視覺高精度檢測方法與應用[D]. 廣東:廣東工業大學,2012.

[3]覃遠東,楊鐵軍,梁自偉,等. 新未來元器件外觀質量檢測系統V1.0[Z]. 廣西新未來信息產業股份有限公司. 2019.

[4]李建奇,肖騰彬,曹斌芳,等. 高性能動力電池用沖孔鍍鎳鋼帶成套關鍵技術開發與應用[Z]. 常德力元新材料有限責任公司. 2019.