工业相机在发动机生产过程中的应用

工业相机在发动机生产过程中的应用

李晓龙

上汽通用五菱汽车股份有限公司重庆分公司发动机工厂 重庆市 401120

摘要：随着科技的飞速发展，工业数字相机在机器视觉、工业检测、图像处理、模式识别、人脸识别等等方面有着非常广泛的应用。结合发动机生产实际与工业相机的优点，将工业相机作为在线检测工具，对发动机所装配零件进行防错，同时针对普通防错的自身缺陷，验证了工业相机在发动机生产过程中防错控制的有效性与实用性；

关键词：工业相机；发动机生产线；防错；

1 工业相机工作原理

工业相机是机器视觉系统中的关键组件，其主要的特点是图像分辨率高、拍照速度快、受工业环境影响较低。工业相机将被摄取的目标转换成图像信号，传给专用的图像处理系统，根据像素的分布、亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等，最后根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸、角度、偏移量、有/无等。一般会将工业相机安装在流水线上代替人眼来做测量和判断。当发动机到达工位后，通过发动机托盘的数据块给出相机拍照信号，相机开始拍照。通过收集的照片与标准照片进行比较，如照片中一个或多个零件的特征未能有效识别，则判定当台的发动机零件装配不合格。在发动机流到下工位后，工位发动机信息显示屏会自动弹出需要确认零件是否安装合格的提示，在手动点击确认按钮，否则在下工位无法合格释放。

2 发动机生产线线工作特点

2.1、顺序性：发动机生产线的工作对象是按照工艺要求的顺序从一个工作站传送到另一个工作站，工作对象在流水线上做单向运动。 　　

2.2、工位专业化程度高：每个工位只固定安装一种或少数几种零部件，对于零件的装配顺序、装配位置、螺栓扭矩都有不同的要求。 　　

2.3、节奏性：发动机在个工位之间按一定的时间间隔投入或产出，要求装配人员必须要在规定的时间内完成自己的工作，如果在工作过程中出现一次或多次的超时，将会影响整线的产品输出数量。

2.4、连续性：发动机在各个工作站之间做平行移动或平行顺序移动，最大限度地减少了停工等待时间。 　　

2.5、比例性：发动机生产线上各道工序的生产能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作站（设备）数同各道工序单件制品的加工时间大致相等。

在发动机的生产过程中，工作强度大、生产数量大、质量要求高是发动机生产线的主要特点。

3常见防错的自身缺陷

防错：防错是一种预见性程序，用来预防和检测会对消费者造成负面影响并导致浪费的各种缺陷。

在发动机零部件在安装过程中对于零件装配正确、零件安装位置都有较高的要求，在生产过程中为了避免出现质量问题，在前期产品设计过程中和零件的装配过程中会进行防错，常见的防错可分“设计防错”和“过程防错”两种，传统的防错方法有机械防错，传感器防错等方法。但是以上方法都存在一定的缺陷，如机械防错有一定的局限性。如机械结构加工不精确，则防错就会出现偏差，此时的防错工具就会出现误判，影响单个工位的节奏性或者导致装配过程中产生的缺陷逃逸。而对于零件装配的结果的检查，往往是通过人眼识别，在发动机生产过程中生产员工受工作强度、生产数量等因素的影响，无法对零件的装配状态进行有效的控制和监测。

4控制方法

4.1活塞装反、错装和漏装工作过程：将工业相机安装于可检测活塞顶部的正上方，当发动机到位后设备读取到需要操作的信息，则判断判断发动机已到位。此时给出拍照信号，采取的方法是检测活塞顶部的黑色标记、箭头方向以及零件编号等特征部分。然后对以下三项内容进行识别:(1)活塞的有无;(2)活塞安装方向的正确性;(3)活塞所装配的机型正确。

4.2离合器螺栓拧紧工作过程：当发动机到位读取到需要操作信息，相机开始拍照。图片处理系统对图片中螺栓的位置与标准图片中螺栓的位置进行比对，得出螺栓之间相差的角度。并通过程序控制拧紧枪进行旋转，当旋转到相同的角度后使电枪套筒与螺栓对准，从而完成离合器螺栓的拧紧。

5 工业相机应用发动机生产线的优越性

工业相机在应用以前，装配过程中的零件状态检测都是由人工肉眼来完成，由于工作量大、内容枯燥，非常容易出现错漏装的现象，影响产品质量的信誉度。工业相机投入使用后可以帮助人员确认零件装配状态，可以做到零件装配状态的100%检测，大大降低产品在生产过程中的质量缺陷逃逸的风险。同时，工业相机收集的图片，对于产品的质量改进和生产过程中的问题分析解决提供了依据。

6结束语

本文主要阐述了工业相机在生产过程中的应用的优势，弥补在目前生产过程中防错的局限性。工业相机的应用，使得生产线的自动化程度得到了提高，工作效率也得到了提高，节约了企业人工成本，并保证了产品的品质，取得了良好的经济和社会效益。

参考文献：

［1］王建利，基于机器视觉的发动机厂视觉防错系统①，科技创新导报，2011 NO.13