製品活用例

无缺陷压铸零部件

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统

由于可显著减轻车辆重量,铝镁合金压铸零部件在汽车行业中的应用越来越广泛。而以尽可能低的成本实现零缺陷对生产商而言是终极目标。因此“自动化”是一个充满魔力的词,尤其是在生产和加工领域。德国VisionTools Bildanalyse Systeme公司的集成图像处理系统使用Ensenso 3D相机记录单个压铸零部件的几何形状,并检查其状况和完整性。

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统
铸造零部件和传感器之间距离过小导致的热应力

车身重量是内燃机车辆油耗的决定性因素,因而也是对环境有害废气排放量的决定性因素。对于采用替代驱动系统的车辆,轻量化结构有助于抵消电机、电池和其他部件的重量。铝镁合金压铸零部件自重量较低,可制成各种复杂的形状,且生产成本较低。由此类金属制成的典型压铸零部件包括发动机零部件、变速箱壳、底盘零部件和后挡板结构。由于缺陷零部件经常会导致故障和昂贵的后续成本,因此,内置的检测系统会检查每个零部件的完整性,以确保始终如一的高质量。同时,该系统会检查生产工具是否存在残余材料,确保在下次填充时工具不会因残留材料和较高压力而损坏。

 

大多数情况下,零部件几何测试通过使用多个光栅、反射光扫描器、电感式传感器或诸如此类的设备进行。由于与零部件之间的距离较小,传感器不仅会因散热不畅而承受高热负荷,而且还潜藏着与工件碰撞的危险。此外,压铸机上的每一种产品类型或工装的改变通常需要对现有传感器系统的位置重新定向或扩展其功能。

应用

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统
带金属豆的铸件示例

带集成图像处理功能的VisionTools自动化视觉检测系统为此类问题提供了解决方案。在该解决方案中,相机直接安装在生产线上,从安全距离以非接触的方式记录铸造零部件的几何形状。IDS Ensenso N35 3D相机会检查所有铸口、金属豆、铸造批次、铸造通道或冒口的状况和完整性。

然后使用图像分析软件VisionTools V60对零部件进行评估。自动化视觉检测系统通常需要捕捉几幅图像来检查所有的金属豆、废料和铸口,具体视零部件的大小和位置而定。因此,机器人将部件放在3D相机前方。每个零部件位置的图像采集和评估需要0.3到1.2秒的时间。类型和测试位置编号由机床控制系统指定。

该自动化检测系统可管理无限数量的产品种类。图像处理软件VisionTools V60确保在不改变3D相机的情况下实现产品类型和工装的改变。为此,对于每个零部件或测试位置的测试特征,只需使用VisionTools V60软件定义一次即可。自动化检测系统将当前铸造零部件的图像与正常的图形进行比对。如有差异,系统会发送错误消息。这样,用户就不必因改装、调整传感器或长时间停机而浪费时间。

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统
截图:以灰度值显示的金属豆3D数据

VisionTools使用Ensenso N35 3D相机来区分图像中的金属豆和背景。然而,不同的工件通常具有不同的光泽度,因此,相机必须能够克服这些问题。在立体视觉系统中,图像质量直接取决于光照条件以及被检查物体的表面纹理,而Ensenso 3D相机由于采取了“投影纹理立体视觉”的工作原理,因而特别适合该应用场合。

每款型号均使用两台CMOS相机和一台投影仪,投影仪将随机纹理投射到要捕捉的对象(在此情况下为铸件)上,以提高对象表面图像的精度。两台CMOS相机从不同位置观察各自的零部件。

汽车行业压铸零部件自动化视觉检测系统
机器终端显示铸件3D数据的直接检查结果

尽管两台相机拍摄的图像内容看起来相同,但它们能够显示被检查零部件的差异,例如:发动机部件或底盘部件。由于相机的距离和视角以及光学镜头的焦距已知,Ensenso软件可通过三角测量将这些差异转换成已知的长度,从而确定每个单独图像像素点的3D坐标,并将它们合并成待处理零部件的3D点云。这样不仅可以提高深度信息的质量,而且可获得更精确的测量结果。

N35相机型号集成的Flex View投影技术进一步提高了测量结果的准确性。投影仪掩模在光束中的位置可以非常小的步进进行线性移动。因此,部件表面的投影纹理也会移动并形成附加结构来帮助重建图像。获取同一对象场景中具有不同纹理的多个图像对会产生更多的图像点,从而提高分辨率。 除了提高分辨率外,由于移动的图案结构将额外信息应用于亮、暗或反射表面,数据在复杂表面上的稳健性也有所提升。因此,Ensenso N35相机可以满足客户的要求,将图像中的金属豆与背景区分开来,并能够可靠地测试通常具有不同光泽度的工件。

VisionTools基于相机的图像处理解决方案将零部件检测误差降至最低,几乎可完全避免压铸机停机。使用Ensenso N35相机可以降低制造成本,并确保生产流程平稳高效!

 

Ensenso N35 - 3D视觉相机,快速精准

  • 带GigE接口 - 功能丰富,灵活性高
  • 小巧坚固的铝制外壳
  • 防护等级IP65/67
  • 全局快门式CMOS传感器和图案投影仪,可选蓝色或红外LED
  • 最大帧率(3D):10 (2 x 像素融合:30) 和64个视差等级
  • 最大帧率(离线处理):30 (2 x 像素融合:70) 和64个视差等级
  • 设计工作距离最长3000毫米(N35)和可变图像场
  • 输出单个3D点云,数据来自多相机模式下使用的所有相机
  • 从多个视角实时构造3D点云
  • 集成的FlexView技术可提高点云的精度,并且在复杂的表面上也能确保3D数据的稳健性
  • 使用“投影纹理立体视觉”技术捕捉无纹理物体表面的图像
  • 捕捉静止和运动对象的图像
  • 带驱动程序和API的免费软件包,适用于Windows和Linux操作系统
  • 通过一个软件包支持USB和GigE相机型号
  • 带源代码的HALCON、C、C++和C#示例程序
  • 出厂前经过预校准,便于用户部署
  • 带标定板的机器人手眼标定集成功能
  • 通过软件集成uEye工业相机,以捕捉额外的颜色信息或条形码
  • 支持子抽点和像素融合,实现灵活的数据传输速率和帧率

客户

VisionTools

VisionTools是领先工业图像处理系统之一。凭借丰富的产品线,最先进的图像分析系统和机器人技术,公司在所有的工业制造技术领域为客户提供高性能和高效系统。

https://www.vision-tools.com