一、案例背景

近年来，随着环保节能的日益迫切，碳中和概念的提出，新能源应运而生。在这一股环保潮流中，中国的新能源新势力引领这时代的潮流。在市场内卷的大环境下中，各种造车新势力高频次的配置更新，以前只会在高端车中出现的各种内饰，目前几乎成为了造车新势力们对于自家产品的标准配置。新能源在节能的同时，也给用户带来了各种舒适的驾驶体验，新能源车的相对油车没有了发动机的轰隆声后，车辆中各种细小的声音都会无线放大，因此对于车辆内饰的组装工艺也有了更高的要求。

图1 产品图片

在正常情况下，门板的生产只会在组装完成后，是人工通过肉眼进行检查，对所有零部件进行逐一划线检测。但是上述的情况，有很多缺点和不足：

1. 整个检测过程中，需要至少2-3名员工检测，人员成本较高；

2. 检测中，由于零部件较多，长时间的检查，人眼会议疲劳出现疏忽，出现漏查；

3. 人工在查看产品时，逐一查看往往会需要较长时间，影响整线的生产效率；

4. 产品配置较多时，人工需根据每款产品核对对应的配置是否正确，效率较低。

目前，将产品摆放在仿形胎膜中后，通过多相机对产品正反及侧面各个零部件的拍照检测，可以快速定位各个零部件的有无机及配置防错，在出现错漏装时，可以准确的显示异常零部件的位置及异常原因，并将检测数据保存数据库，同时保存实时图像，可以随时进行追溯。

图2 相机安装特写图片

二、在线检测工作流程

1. 产品在静止状态下检测。

2. 通过扫描产品总成码，切换对应的配置，同机种切换时间0.5S以内，不同机种切换10S内。

3. 各个面相机根据PLC控制信号拍照。

4. 相机对每张图像进行分析，利用VisionPro工具对零部件的轮廓、颜色、斑点以及灰度进行检测。

5. 相机内部计算，并将最终结果发送给机PLC。

6. PLC根据相机结果发出对应的声光提示。

7. 等待下一次产品检测。

图3 相机拍摄检测图片

在实施正常的工作流程前，需将对软件进行配置，软件可以同时生产多个机种，每个机种下可以添加多个型号配置，每个机种可以根据实际需要添加需要检测的特征，可以通过配置表格一键导入，无需调试。

1. 机种配方的添加

首先，在机种配置中添加需要检测的机种，在检测项配置中添加需要检测的特征内容及个数，完成机种配置后，即可添加机种所包含的配方，软件提供了两种添加方式，可以通过软件新增后，编辑对应的检测项标准值，保存后插入数据库，也可以通过数据库软件快速导入，按照检测项字段将配方总成码及标准值录入表格后，以文件导入后重启软件即可快速完成所有配方导入，在生产时会将配方对应的配置参数传入检测程序用于判定配置是否正确。

2、软件测算法分析

螺丝等有无特征检测，通过特征的轮廓或者斑点识别，毛毡及泡棉通过特征与背景之间的灰度差异来判断，卡扣具有特殊的彩色，将颜样本录入后通过提取到的像素进行判断，皮革及缝线的检测通过颜色匹配工具，识别最匹配的颜色样本判定颜色是否正确，焊点的检测需要用到深度学习，在检测前对于焊点特征进行OK/NG分类训练后，检测时会对当前焊点图像进行评分，设定合理的范围判定焊点质量。

3、多个相机拍照并汇总

多个相机并行取图完成后，需要根据视野范围内的各个特征进行分析并验证，最终得出结果。每种特征及每个面都对应了不同的参数设置和阈值范围，这样可以极大的便利了现场生产工艺的调整，随时根据生产情况进行调整和部署，同时在每次相机拍照完成后，各个相机汇总总结过并给PLC完成信号，相机将总判断结果发送给PLC。如果结果合格，软件控制打印机打印成品码，PLC控制三色灯及蜂鸣器发出声光报警。

三、技术问题

1、软件必须兼容多种机型，每种机型的检测项存在差异，并且每种机型具有多种配置，这要求通过同一软件实现兼容性。

2、在生产过程中，同一种机型根据工单需求，需进行不同配方的混线生产，配方切换要求迅速完成。

3、现场环境光线对皮革等颜色差异的防错具有显著影响，因此需要采取合理的照明及遮光措施，以确保特征成像的稳定性。

4、焊点集成了深度学习目标分类算法，用于识别焊接的存在与否及焊接质量；卡扣等具有独特颜色的特征通过像素提取工具获取相应的像素数量进行判断；皮革通过颜色匹配技术识别与模型颜色的匹配程度，材质通过表面纹理差异提取相应的纹理后进行判断；螺钉注塑件等通过其对比度差异，可利用图像预处理技术凸显目标特征后，通过模型匹配或斑点工具进行数量判断，以实现防错。

5、焊点、毛毡、防水棉等与门板本体几乎无对比度的特征，需要通过复杂的图像预处理技术配合多重防错防呆措施。

6、在确保检测稳定性的前提下，探讨如何提高相机软件和硬件的处理速度。

图4 相机检测界面图片

本案例提出了一种门板视觉检测技术，该技术能够有效地识别装配过程中的错误和遗漏，并及时提醒并修正组装错误。

四、实施方法

1. 当产品不合格时，员工可以在软件界面上清晰地识别出不合格的特征位置及其原因。通过产品追溯码与产品进行绑定，只有合格的门板才会打印追溯码。软件数据库记录每个门板的生产时间及检测结果，同时，每个门板的原始图像和结果图像也会实时保存至本地，以便后续异常追溯，确保了流程的闭环管理。

2. 采用多个相机从不同角度同时进行检测，从拍照到软件输出检测结果，整个过程耗时不到2秒，操作简便，相较于人工检测，效率提升了50倍以上。

3. 该系统能够实现全天24小时连续不间断工作，同时减少人工检测时标准不一致的问题。

4. 一次性投资后，可减少至少3个人工成本。

5. 无需人工操作，显著降低了人员检测的偶然性错误，确保了检测的可靠性，并能在检测到不合格产品时发出警报，进行人工复检，从而保证检测的稳定性、可靠性和安全性。

6. 该技术兼容不同制造商和不同型号的产品，且在添加新产品型号时，仅需进行简单训练样本的添加和程序更新，无需增加机械结构，操作简便易行。

7. 在绕线成卷前进行精确的视觉检测，极大地确保了产品出货前的质量，避免了后续工序或其他工艺的干扰，提高了检测的准确性和稳定性。

（作者：上海贝特威自动化科技有限公司 周祥）