公司簡介
富士康科技集團是專業(yè)從事計算機、通訊、消費電子等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)品制造商進行產(chǎn)品零部件的代工 生產(chǎn)，比如蘋果手機、小米手機、相機等。本次在相機外殼的生 產(chǎn)過程中，需要對生產(chǎn)出的相機外殼孔徑大小進行檢測，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 譽與競爭力。
對于大批量的生產(chǎn)應(yīng)用來說，為了保準生產(chǎn)質(zhì)量，這樣就必須耗 費大量的人力資源對產(chǎn)品進行專門的質(zhì)量檢測，而培訓(xùn)一個合格 的質(zhì)檢員需要大概3個月的時間，這對于人員流動異常頻繁的富士 康集團來說，將是一筆很高的投入，而且人工檢測時，人員易疲 勞，由于人為疏忽，仍會有不合格品進入下一生產(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)備代替人工對相 機外殼孔徑大小進行高精度的測量，該視覺設(shè)備的測量精度要求 為0.01mm，在不同時間段內(nèi)可以對多種不同形狀的產(chǎn)品進行測 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，使用PC-Based方案進行產(chǎn)品的自動化 測試。
解決方案
在過去，富士康集團已經(jīng)使用了Microscan GigE相機進行相機外殼孔徑的檢測，客戶對設(shè)備及方案實施效果表示高度認可，此 次客戶再次采購了一整套以GigE相機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，此次對方案進行 升級，使之可以滿足多種相似產(chǎn)品的的測量。在本次案例 中，富士康有相機外殼若干種，每種外殼包含8-12個大小不 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 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
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：
● 高速、高分辨率的圖像處理
● 可提供強大的Visionscape軟件的全部功能
● 可使用標(biāo)準網(wǎng)絡(luò)組件構(gòu)建系統(tǒng)
● 可支持多達8個Visionscape GigE攝像機
● GigE攝像機可提供多種配置
● 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檢測的相機外殼孔徑示意圖
因為方案中的"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，配以50MM定焦鏡頭。 針對被測 相機外殼孔為"通孔"的特點，使用白色面光源，打背光，這 樣相機取圖時可以非常好的凸顯出待測對象特征，整套視覺設(shè) 備安裝在富士康做好的檢測平臺上，相機通過工控機及IO板卡 與PLC通信，實現(xiàn)產(chǎn)品的自動檢測。 相機抓取被測物圖片后， 由與之配套的功能強大的Visionscpe專業(yè)視覺軟件進行圖像處 理，最終測出準確的孔徑數(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)軟件實現(xiàn)測試過程的實時監(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，待測的相機外殼放在對應(yīng)類型的支具 上，換料時由氣缸帶著支具進行前后移動；相機固定在絲杠的 中央位置，白色面光源放置在待測位置正下方，由絲杠帶動相 機進行前后左右走位，依據(jù)順序移動到調(diào)好的坐標(biāo)處進行一片 產(chǎn)品中多個孔徑的檢測。絲杠的運動由與伺服電機相連的PLC 來控制。在測試平臺下面配有含視覺數(shù)字IO板卡的工控機，其 中有6路輸入、1路輸出信號與PLC相連接，為相機提供拍照 "觸發(fā)信號"及"準備信號"，相機檢測完成后輸出"完成信 號"給PLC，由PLC控制伺服電機帶動絲杠上的相機運動到下一 待測孔位坐標(biāo)點。
結(jié)論及展望
通過使用視覺的方案來替代人工進行生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的精準測 量，投資低，效果顯著，不但可以節(jié)約勞動成本，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確型，使產(chǎn)品 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量得到了保準。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)實際使用經(jīng)驗 的積累，更多具體而現(xiàn)實的問題可以用機器視覺來解決。
圖4 邁思肯Visionscape GigE相機及視覺軟件
綜述
