案例背景

舍弗勒集團(tuán)是世界知名的汽車零部件供應(yīng)商，長期致力于汽車零部件和工業(yè)軸承等產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器等提供關(guān)鍵性技術(shù)。AAR軸承是舍弗勒集團(tuán)的重要產(chǎn)品之一，它用于各種車輛輪軸，是車輛運(yùn)動(dòng)的極其重要組件。因此，AAR軸承對加工精度要求很高，這就需要運(yùn)用精確的檢測技術(shù)來迅速找出各種生產(chǎn)缺陷，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

康耐視能否成功助力舍弗勒集團(tuán)?

原有方案存在的問題

作業(yè)對象：AAR軸承

原有解決方案：嘗試用各種檢測手段來解決，甚至應(yīng)用過500萬像素的平面相機(jī)。

存在的問題：但是精度始終不夠，無法檢測出AAR軸承中4um以下的內(nèi)圈劃痕。

解讀：

AAR軸承是圓環(huán)形，半徑為38mm，內(nèi)圈為金屬不銹鋼(見圖1)。部分AAR軸承內(nèi)圈在加工過程中，會(huì)少量出現(xiàn)4um到20um不等的刀具加工劃痕。據(jù)舍弗勒集團(tuán)EPB&AAR部門的技術(shù)工程師介紹，“這種內(nèi)圈劃痕極其微小，在加工過程中無法百分百避免，而靠人工目檢困難極大，一直困擾我們多年。”

圖1AAR軸承

而這種存在內(nèi)圈劃痕的AAR軸承在客戶使用時(shí)會(huì)遭遇異常，在中國和法國市場出現(xiàn)了客戶投訴情況。這引起了舍弗勒集團(tuán)的高度重視，嘗試用各種檢測手段來解決這種技術(shù)難題。但是，都無法很好地解決檢測精度問題。

比如，舍弗勒集團(tuán)的工程師們曾經(jīng)應(yīng)用過500萬像素的平面相機(jī)，但是精度始終不夠，無法檢測出AAR軸承中4um以下的內(nèi)圈劃痕(見圖2)。

圖2應(yīng)用平面相機(jī)檢測AAR軸承的內(nèi)圈劃痕

面對這種棘手的技術(shù)問題，舍弗勒集團(tuán)的工程師找到了知名的機(jī)器視覺專家——康耐視公司。

康耐視的解決方案：

作業(yè)對象：AAR軸承

解決方案：使用In-Sight激光輪廓儀。

全新效果：成功檢測出了刀痕，解決了困擾多年的技術(shù)難題，有效避免了潛在的客戶投訴，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的競爭力。

解讀：

“康耐視是我們長期的可信賴合作伙伴，與舍弗勒集團(tuán)已經(jīng)有著長達(dá)10多年的合作?！鄙岣ダ占瘓F(tuán)的技術(shù)工程師表示，“經(jīng)過與康耐視技術(shù)人員的交流與溝通，我們選用了他們推薦的In-Sight激光輪廓儀”。

In-Sight激光輪廓儀是康耐視公司推出的用于驗(yàn)證零件尺寸是否符合規(guī)格的測量系統(tǒng)。In-Sight激光輪廓儀使用In-SightEasyBuilder進(jìn)行用戶界面配置。制造和質(zhì)量工程師利用此款直觀且簡單易用的軟件，可以很方便地開發(fā)、部署和支持工廠車間內(nèi)的高精度測量。In-Sight激光輪廓儀系統(tǒng)結(jié)合了康耐視位移傳感頭和In-SightVC200視覺控制器。該系統(tǒng)使用業(yè)界領(lǐng)先的算法，可提取輪廓，執(zhí)行高精度測量并分析結(jié)果。即使表面有缺陷，先進(jìn)的視覺工具也能提供準(zhǔn)確的表面位置。

現(xiàn)場實(shí)踐：

在舍弗勒集團(tuán)的工廠現(xiàn)場測試中，工程師們首先將設(shè)備傾斜安裝，使得激光線能夠照射進(jìn)AAR軸承，以檢測內(nèi)圈的剖面狀況(見圖3)。這時(shí)，舍弗勒集團(tuán)的工程師驚奇地發(fā)現(xiàn)，“合格件為平滑斜線，而出現(xiàn)劃痕的產(chǎn)品會(huì)有拐點(diǎn)，而且比較明顯。生產(chǎn)過程中再通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品，二次測量這一劃痕，從而就能精準(zhǔn)找出這一缺陷，且穩(wěn)定性很好。”(見圖4)

圖3測試現(xiàn)場的In-Sight激光輪廓儀

圖4In-Sight激光輪廓儀精準(zhǔn)檢測出AAR軸承的內(nèi)圈劃痕

而且，隨著應(yīng)用的深入，舍弗勒集團(tuán)的工程師發(fā)現(xiàn)只需四個(gè)簡單步驟，即可完成In-Sight激光輪廓儀的設(shè)置和部署。

1)采集輪廓：只需一鍵，輪廓優(yōu)化技術(shù)即可渲染最精確的零件輪廓;

2)定位物體：成熟的物體檢測技術(shù)不再需要昂貴的固定程序，保證對正確的位置執(zhí)行測量;

3)測量：靈活的In-Sight激光輪廓儀工具套件可提取特征、構(gòu)造參考點(diǎn)并驗(yàn)證產(chǎn)品是否在容差范圍內(nèi);

4)通信結(jié)果：測量結(jié)果發(fā)送到PLC或以獨(dú)立輸出直接發(fā)送最終的通過/失敗結(jié)果。

此外，In-Sight激光輪廓儀提供了可移動(dòng)、獨(dú)立于平臺的視覺，能夠從網(wǎng)絡(luò)的任意位置訪問HMI(人機(jī)界面)。HTML式用戶界面使用戶能夠在工廠任意位置，通過筆記本、平板、智能手機(jī)或其他移動(dòng)設(shè)備監(jiān)控生產(chǎn)線活動(dòng)。

“In-Sight激光輪廓儀讓我們成功檢測出了刀痕，解決了困擾多年的技術(shù)難題，有效避免了潛在的客戶投訴，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的競爭力?！鄙岣ダ占瘓F(tuán)的工程師指出，“之前舍弗勒從未使用過這種激光輪廓儀，通過這次使用我們加深了對它的認(rèn)識?！?/span>

總結(jié)

現(xiàn)在，隨著生產(chǎn)過程中的質(zhì)量管控越來越嚴(yán)格，以及自動(dòng)化程度的日益提高，制造業(yè)對視覺技術(shù)的需求和應(yīng)用正在大量涌現(xiàn)。

舍弗勒集團(tuán)應(yīng)用In-Sight激光輪廓儀，成功解決AAR軸承的內(nèi)圈劃痕檢測問題，加深了對機(jī)器視覺技術(shù)的認(rèn)識。舍弗勒集團(tuán)的工程師最后表示，“通過應(yīng)用In-Sight激光輪廓儀，拓展了我們使用先進(jìn)視覺產(chǎn)品的視野，以后舍弗勒將更加信賴康耐視，來幫助我們?nèi)ソ鉀Q更多的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。”