康耐視In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)幫助博世解決汽車電機(jī)繞線檢測(cè)問(wèn)題

客戶：博世汽車部件有限公司
行業(yè)：汽車零部件
解決方案：康耐視In-Sight® 7802視覺(jué)系統(tǒng)

挑戰(zhàn)
? 未到達(dá)相機(jī)的拍攝角度拍照，會(huì)造成擬合的檢測(cè)區(qū)域縮小，影響對(duì)于銅線伸出比例的判斷；
? 表面凹坑出現(xiàn)在彎鉤出，會(huì)影響彎鉤的銅線有無(wú)判斷；
? 首線過(guò)短無(wú)法通過(guò)blob寬度判斷；

效果
? 檢測(cè)高效，可準(zhǔn)確地驗(yàn)證各種繞線缺陷；
? 操作簡(jiǎn)捷，初學(xué)者上手快，產(chǎn)品穩(wěn)定性強(qiáng)；
? 良品率提高到97%，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益明顯改觀；

博世集團(tuán)是全球領(lǐng)先的技術(shù)和服務(wù)供應(yīng)商，在全球擁有約400000名員工，集團(tuán)在2019財(cái)政年度創(chuàng)造了777億歐元的銷售業(yè)績(jī)。博世業(yè)務(wù)劃分為四個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，涵蓋汽車與智能交通技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、消費(fèi)品以及能源與建筑技術(shù)領(lǐng)域。作為全球領(lǐng)先的汽車技術(shù)和服務(wù)供應(yīng)商，博世將車輛技術(shù)專業(yè)知識(shí)與硬件、軟件和服務(wù)相結(jié)合，提供完整的出行解決方案。其中，博世汽車部件有限公司主要提供汽車零配件研發(fā)制造和售后服務(wù)，其產(chǎn)品線涉及汽車電子驅(qū)動(dòng)和起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、底盤系統(tǒng)控制裝置、汽車電子設(shè)備、火花塞等。

汽車電機(jī)繞線檢測(cè)不穩(wěn)定，很難精確定位
電機(jī)是汽車上的重要部件，而電機(jī)繞線是電機(jī)的關(guān)鍵工藝。任何纏繞不準(zhǔn)確的地方都會(huì)對(duì)電機(jī)效率產(chǎn)生負(fù)面影響，且難以發(fā)現(xiàn)。因此，在電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，必須對(duì)電機(jī)繞線進(jìn)行缺陷檢測(cè)，以保證最后成品的質(zhì)量達(dá)到要求。
在博世的汽車電機(jī)產(chǎn)線中，應(yīng)用了大量的視覺(jué)技術(shù)來(lái)檢測(cè)電機(jī)繞線的質(zhì)量。但是，在生產(chǎn)過(guò)程中，博世的生產(chǎn)工程師們發(fā)現(xiàn)一系列的檢測(cè)難題，傳統(tǒng)視覺(jué)技術(shù)難以應(yīng)對(duì)。
1）繞線機(jī)的剪線方式是通過(guò)應(yīng)力扯斷，會(huì)造成回縮現(xiàn)象，從而導(dǎo)致首線過(guò)短無(wú)法通過(guò)blob寬度判斷。
2）工件在夾具上經(jīng)過(guò)繞線機(jī)繞線，繞線完后會(huì)回?cái)[到拍照位置。由于設(shè)備的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致每次回?cái)[的角度不一致，在視野內(nèi)的位置會(huì)存在一定的高低偏差。未到達(dá)相機(jī)的拍攝角度拍照，會(huì)造成擬合的檢測(cè)縮小，影響對(duì)于銅線伸出比例的判斷。
3）在相機(jī)拍照時(shí)，回?cái)[還未結(jié)束，造成相機(jī)的圖像焦距不清晰。繞線掛鉤表面凹痕會(huì)影響銅線斑點(diǎn)的寬度判斷，而單根銅線的像素僅30左右。如果表面有其它的凹坑就會(huì)超過(guò)正常的范圍。
4）檢測(cè)時(shí)還需要對(duì)彎鉤處的銅線進(jìn)行判斷，如果前面的工藝不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致彎鉤處有電木未清理干凈，影響檢測(cè)判斷。
5）若兩根銅線同時(shí)存在一個(gè)檢測(cè)框內(nèi)，而另一個(gè)檢測(cè)框沒(méi)有銅線。此時(shí)通過(guò)擬合工具擬合斑點(diǎn)最大外接矩形，若是兩根銅線并在一起，則無(wú)法去判斷產(chǎn)品是否合格。
“這些諸如銅線表面亮度反光、銅線繞線不規(guī)則、旋轉(zhuǎn)角度未到達(dá)相機(jī)拍攝位置等因素都會(huì)造成檢測(cè)的不穩(wěn)定。”博世的生產(chǎn)工程師指出，“如果問(wèn)題得不到解決，將無(wú)法滿足檢測(cè)要求，我們需要人工進(jìn)行處理，這就直接影響產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。”

性能卓越的康耐視In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)
面對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)，博世需要一家能提供算法功能齊備和完整解決方案的視覺(jué)技術(shù)供應(yīng)商，來(lái)幫助解決檢測(cè)難題。
“我們尋找解決方案提供商時(shí)，考慮的最重要因素是供應(yīng)商的過(guò)往項(xiàng)目案例、公司實(shí)力、售后服務(wù)的響應(yīng)速度、產(chǎn)品的價(jià)格及質(zhì)量和履行約定及守信能力。”博世的生產(chǎn)工程師表示，“經(jīng)過(guò)調(diào)研和同行推薦，我們認(rèn)為康耐視公司作為全球領(lǐng)先的機(jī)器視覺(jué)廠商，其強(qiáng)大的技術(shù)能力和豐富的設(shè)備部署經(jīng)驗(yàn)，能為博世的檢測(cè)難題提供解決方法。而且，博世與康耐視公司合作已達(dá)10年之久，公司的很多產(chǎn)線上都應(yīng)用了康耐視產(chǎn)品，我們彼此都很了解和信任。”
于是，博世就聯(lián)系上了康耐視，并把相關(guān)技術(shù)需求進(jìn)行了溝通交流。在接到博世的咨詢后，康耐視就第一時(shí)間派出工程師團(tuán)隊(duì)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，康耐視推薦了In-Sight 7802視覺(jué)解決方案，并提供了檢測(cè)驗(yàn)證方案。優(yōu)化后的檢測(cè)方案如下：
1）由于工件位置可能存在的偏差會(huì)改變圖案模型區(qū)域，從而使得到的坐標(biāo)產(chǎn)生偏差，造成檢測(cè)不穩(wěn)定。于是就放棄傳統(tǒng)的FindPatterns圖案定位方式，選擇邊定位的方式。分別以工件上兩條高對(duì)比度的邊定位X軸Y軸，最終達(dá)到精確定位的效果。此定位方法可不受工件整體左右、上下移動(dòng)的影響。
2）建立自定義區(qū)域分布在掛鉤外側(cè)，當(dāng)有銅線伸出進(jìn)入外部檢測(cè)區(qū)域時(shí)，檢測(cè)工具即可判斷銅線不良，也可調(diào)整外部區(qū)域增加穩(wěn)定性。
3）若兩個(gè)斑點(diǎn)分別存在于兩個(gè)檢測(cè)框之內(nèi)，兩個(gè)區(qū)域內(nèi)分別可以找到對(duì)應(yīng)斑點(diǎn)，則判斷存在掛鉤，通過(guò)視覺(jué)計(jì)算工具就可計(jì)算出兩斑點(diǎn)之間最遠(yuǎn)的距離。當(dāng)只存在一個(gè)掛鉤時(shí)，該掛鉤位于另一個(gè)檢測(cè)框之間，即A,B檢測(cè)區(qū)域。依舊能找到A,B兩點(diǎn)，且距離閾值也在正常值，這時(shí)可通過(guò)斑點(diǎn)之間的最遠(yuǎn)距離，判斷此時(shí)存在幾個(gè)掛鉤。只有一根銅線時(shí)，兩斑點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離會(huì)遠(yuǎn)小于兩根銅線存在時(shí)的值，合理設(shè)置銅線最遠(yuǎn)距離閾值，即可準(zhǔn)確判斷此種情況。

圖1 通過(guò)對(duì)檢測(cè)區(qū)域的精準(zhǔn)定位，選取不同的斑點(diǎn)工具檢 測(cè)是否存在斑點(diǎn)判斷掛鉤A,B有無(wú)及長(zhǎng)度比例是否10%

4）若兩根銅線同時(shí)存在同一個(gè)檢測(cè)框內(nèi)時(shí)，另一個(gè)檢測(cè)框則沒(méi)有銅線。此時(shí)通過(guò)擬合工具擬合斑點(diǎn)最大外接矩形。如果兩根銅線并在一起，外接矩形面積將遠(yuǎn)大于一根銅線存在時(shí)的面積，此時(shí)即可判斷產(chǎn)品合格，在可視化界面可設(shè)置閾值。

圖2 彎鉤檢測(cè)不合格 圖3 銅線超出掛鉤，檢測(cè)不合格 圖4 缺失一根銅線，檢測(cè)不合格

按照康耐視的方案，博世就安排了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。當(dāng)看到測(cè)試結(jié)果時(shí)，博世的生產(chǎn)工程師驚喜地發(fā)現(xiàn)，憑借康耐視強(qiáng)大的In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)，原來(lái)困擾他們的諸多檢測(cè)難題不但得到成功解決，而且還實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量追溯。
而卓越的PatMax® 圖像匹配技術(shù)作為康耐視In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)的最主要檢測(cè)工具，給博世的生產(chǎn)工程師們留下了深刻的印象。
“PatMax只需簡(jiǎn)單設(shè)置就可以輕松完成工作，憑借極快的采集和行業(yè)領(lǐng)先的視覺(jué)工具，In-Sight 7802 能夠執(zhí)行快速、精確的檢測(cè)，可準(zhǔn)確地驗(yàn)證各種繞線缺陷。”博世的生產(chǎn)負(fù)責(zé)人表示，“In-Sight 7802是全功能的強(qiáng)大視覺(jué)系統(tǒng)，它的出色表現(xiàn)贏得了我們的認(rèn)可，于是決定選擇該方案來(lái)解決電機(jī)繞線檢測(cè)問(wèn)題。”

良品率提升到97%，經(jīng)濟(jì)效益顯著
目前，依靠康耐視的In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)，博世的電機(jī)繞線檢測(cè)穩(wěn)定性大為提高。而且In-Sight Explorer簡(jiǎn)潔易用的界面，并配合合適的光源，從而達(dá)到了超高的檢測(cè)合格率。博世很快就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)繞線的高效檢測(cè)，不但節(jié)省了人力而且大幅度提升了生產(chǎn)速度。“良品率從原先的86%提高到97%，并直接帶動(dòng)了生產(chǎn)效率的增長(zhǎng)。”博世的生產(chǎn)負(fù)責(zé)人算了一筆賬，表明投資In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)讓經(jīng)濟(jì)效益得到明顯改觀，“每天由于消除未繞線而節(jié)省的成本估計(jì)為100美元，每年總計(jì)10萬(wàn)美元。加上降低產(chǎn)品召回所節(jié)省的成本，以及處理消費(fèi)者投訴的成本，公司每年將節(jié)省20萬(wàn)美元！”

圖5 現(xiàn)場(chǎng)圖片

通過(guò)一段時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行，In-Sight 7802視覺(jué)系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)捷性，讓博世的生產(chǎn)工程師們交口稱贊。“ 它不用編程，只需要簡(jiǎn)單的拖拉工具，就可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。且強(qiáng)大的工具庫(kù)可以滿足大部分的項(xiàng)目需求，軟件操作簡(jiǎn)單，還提供案例教程使初學(xué)者上手快。產(chǎn)品的穩(wěn)定性極好，在十分惡劣的環(huán)境也可以穩(wěn)定工作。”

而康耐視技術(shù)團(tuán)隊(duì)的高水平服務(wù)，更是給博世留下了深刻的印象。“在與康耐視合作期間，有一次晚上 11點(diǎn)，由于設(shè)備不穩(wěn)定出現(xiàn)檢測(cè)問(wèn)題，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)十分緊急。為了及時(shí)解決問(wèn)題，我們就打電話聯(lián)系了康耐視。”博世的生產(chǎn)工程師感慨地回憶說(shuō)，“康耐視馬上就連夜安排了技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)廠調(diào)試，解決了火燒眉睫的檢測(cè)問(wèn)題。康耐視團(tuán)隊(duì)的高度服務(wù)意識(shí)和愛(ài)崗敬業(yè)態(tài)度真是令人欽佩。”

“基于康耐視先進(jìn)視覺(jué)系統(tǒng)的質(zhì)量管控措施得到了我們的高度認(rèn)可，”博世的生產(chǎn)負(fù)責(zé)人最后指出，“ 如今汽車的需求量越來(lái)越大，汽車器件產(chǎn)量和質(zhì)量都至關(guān)重要，采用康耐視先進(jìn)視覺(jué)系統(tǒng)后，我們同時(shí)解決了這兩大問(wèn)題，還降低了生產(chǎn)成本，保證了高質(zhì)量的產(chǎn)品品質(zhì)和對(duì)客戶的承諾?？的鸵暈楣咎峁┝瞬豢晒懒康膬r(jià)值，是值得信賴的合作伙伴！”