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由于安裝空間非常狹窄，該系統不得不安裝在現有設備上方2米處。機械手通過氣動升降艙門給多相機系統上料。

熔體在凝固過程中因體積收縮可能會形成微小氣孔，進而影響壓鑄制品的功能。

在鑄造領域，熔體在凝固過程中因體積收縮可能會形成氣孔，進而影響壓鑄制品的功能——這是任何壓鑄件廠商都不愿意看到的事。自2016年以來，Gruber&Kaja公司使用AUTFORCE公司的多相機系統，能夠可靠檢測出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔，以確保為客戶提供無氣孔的鋁壓鑄件。借助6臺堡盟LX系列工業相機，專業人員成功地解決了一個被認為不可能通過自動化來完成的任務。

作為鋁壓鑄汽車發動機配件的專業供應商，Gruber&Kaja高科技金屬材料有限公司迫切需要生產無任何氣孔的壓鑄件。對于該公司而言，這是確保生產優質、耐用產品的關鍵所在。特別是在數控機床加工表面的密封工藝中，密封唇必須擺放正確，與平坦表面完全接觸。隨著人們對高質量壓鑄件的需求逐漸增加，Gruber&Kaja公司意識到，有必要提高自動化水平，從而推動自動化視覺檢測的需求增長。到目前為止，視覺檢測仍然是依靠人工完成的。為此，Gruber&Kaja公司的任務是：可靠檢測出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔。Gruber&Kaja花費了一年多的時間對多家壓鑄件及系統制造商的方法進行檢查和評估。位于奧地利利恩茨縣的AUTFORCE視覺系統有限公司是唯一一家滿足Gruber&Kaja公司嚴苛技術要求的公司。AUTFORCE是基于圖像的檢測系統領域的專家，該公司提供的系統解決方案最終贏得了Gruber&Kaja的認可，因為該系統在完成質量檢測后，還能在50秒的生產周期中快速完成激光打標，以確保產品具有清晰的可追溯性。

先驅工作，成功典范

“我們開創了業界先河。AUTFORCE和Gruber&Kaja都不知道，市面上哪種系統可以對給定尺寸壓鑄件上如此細小的孔眼進行自動識別和分析。”AUTFORCE董事總經理Stefan Perg介紹說。除了氣孔尺寸，在規定的最大和最小密封限度內，想要最大程度降低壓鑄件表面粗糙度也是一項極為復雜的挑戰。例如，采集的圖像必須能夠顯示銑槽等表面機加工痕跡。對此，AUTFORCE的解決方案是：采用帶專門設計的拱形碗狀光源的多相機系統。“通過多臺相機進行圖像采集可最大程度減小畸變，并提高光學分辨率。此外，拱形碗狀光源還能提供最佳光照條件，將機加工痕跡和銑痕過濾掉，使其幾乎不可見。”Perg先生在介紹多相機系統的核心部件結構時如是說道。從整體設計來看，對安裝空間的要求也是一大挑戰，因為相對于尺寸較大的壓鑄件，Gruber&Kaja的作業空間非常有限。“由于現有設備幾乎占據了所有的空間，多相機系統只能安裝在該設備上方。當然，我們還必須考慮到搬運壓鑄件的機械手在相機工作范圍內的最大工作高度。”Perg先生解釋說。

可靠檢測出350×400mm的壓鑄件中直徑在0.4mm以上的氣孔，同時記錄氣孔的位置及尺寸。

拱形碗狀光源可提供最佳的表面測量條件，將壓鑄件表面的機加工痕跡過濾掉。

核心部件：多相機圖像分析

AUTFORCE多相機系統的核心部件是一個帶拱形碗狀光源的檢測單元，該光源配備輕微過壓保護，以防止灰塵侵入。對于圖像采集，AUTFORCE采用6臺800萬像素分辨率的堡盟LX系列GigE相機。“多相機圖像采集原理的主要優勢在于：在保持全圖像分辨率的情況下，最大限度降低每張圖像的畸變。”Perg先生表示。這些相機還兼容第三方軟件，因此可通過HALCON.完成圖像分析。為此，AUTFORCE專門設計了一款程序，該程序可將多幅圖像合并成像素級精度的合成圖像，并將該圖像與壓鑄件的CAD數據進行比較，以此來定義檢測區域。整個過程僅需幾秒便能完成。另外，在分析過程中，機械手夾住壓鑄件翻轉180度，以便檢測壓鑄件背面。相機分辨率與像元尺寸的比值也是一個重要的選擇標準。“我們心目中最理想的相機必須采用堅固的設計、足夠大的芯片或像元尺寸，以及極高的光學分辨率。”Perg先生說道。憑借5.5×5.5μm的像元尺寸，3360×2496的分辨率，配備ams公司（前身為CMOSIS）CMV8000全局快門傳感器的堡盟LXG-80高性能工業相機堪稱理想之選。通過符合GigEVision.標準的接口，該系統可快速、經濟、高效地集成到控制環境中。“對于我們而言，相機系統必須采用經久考驗、可快速集成的標準數據接口，這是一個前提條件。”Perg先生表示。

全程可追溯性，確保過程可靠性

圖像采集完成后，壓鑄件被轉到另一個區域進行激光打標。生產日期、時間和DataMatrix碼被打在鑄件上，以確保產品在整個生產過程和使用壽命期間都具備可追溯性。未通過氣孔檢測的壓鑄件需要進行局部編碼，以便在返工合格并通過所有檢查后再進行打標。“這樣，此類壓鑄件在進入下一個生產循環前就會被發現，關于該壓鑄件的任何返工信息也都已儲存在產品信息中。”Perg先生介紹道。

六臺800萬像素分辨率的堡盟LX系列相機可采集多幅圖像，然后合并成像素級精度的正面和背面合成圖像，并借助壓鑄件的CAD數據以進行分析。

憑借高達4800萬像素的分辨率以及337fps的幀率，堡盟LX系列相機即便在高速過程中也能實現可靠的檢測，絕不放過任何細節。

全方位的成功

憑借AUTFORCE的解決方案，Gruber&Kaja通過提升自動化水平、減少人工操作與檢測工作量來提高效率和經濟可行性，同時通過可重復的生產工藝提高可靠性，并確保完整地記錄每步工序以及相關結果。此外，可靠持久的激光標記確保了產品的可追溯性。

摘自《自動化博覽》2020年2月刊