一、檢測技術(shù)與制造業(yè)信息化

汽 車(chē)工業(yè)是現代制造業(yè)中最有代表性又最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，它又是典型的以批量生產(chǎn)為特征的行業(yè)。隨著(zhù)市場(chǎng)競爭的日益激烈和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，制造業(yè)信 息化的步伐也逐漸加快。但制造業(yè)信息化是一項系統工程，其范疇涉及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程、物流營(yíng)銷(xiāo)等企業(yè)運行中的方方面面，真正實(shí)現將引起企業(yè)管理組織模式 的重大轉變，因此在我國這必然是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。

據統計，在批量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成本僅占總成本的 5% 左右，而產(chǎn)品制造過(guò)程對總成本的影響卻高達 70% ，正因為如此，相對而言，生產(chǎn)過(guò)程信息化起步較早，發(fā)展也很快，對企業(yè)的降本增效、增強在市場(chǎng)中的競爭能力發(fā)揮了很大的作用。

生產(chǎn)過(guò)程信息化實(shí)質(zhì)上是檢測技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的融合和綜合應用，而作為信息采集和處理的主要手段，檢測技術(shù)又是基礎。在這樣的背景下，為適應現代汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展需要，檢測技術(shù)的地位和作用日顯重要。

二、智能化、網(wǎng)絡(luò )化監控方式

檢 測技術(shù)在制造過(guò)程中的應用，有一個(gè)演化過(guò)程。從早期的最終檢驗、單一判別，在經(jīng)歷了強化工序間檢測以提前發(fā)現質(zhì)量隱患后，又發(fā)展到近期的通過(guò)較完善的在線(xiàn) 檢測、統計分析，實(shí)施對動(dòng)態(tài)工序的監控。充分體現了企業(yè)界質(zhì)量意識的轉變和提升，即高質(zhì)量的產(chǎn)品從根本上講是通過(guò)制造過(guò)程完成的。但在商品經(jīng)濟的緊逼下， 制造過(guò)程面臨更高的要求，于是出現了智能化、網(wǎng)絡(luò )化的監控模式。以下是一些典型實(shí)例。

1 ．發(fā)動(dòng)機機加工線(xiàn)工序間檢測的智能化模式

迄今，配置在生產(chǎn)線(xiàn)旁的工序間測量臺仍然是在線(xiàn)檢測的重要組成部分，但所呈現的智能化模式的發(fā)展趨勢已與以往有了極大的變化。除了必不可少的專(zhuān)用量規外，過(guò)去占主體地位的采用直接顯示方式的專(zhuān)用檢測器具 / 設備（無(wú)論是機械型、氣動(dòng)型還是電子型）都已難覓綜影。所有專(zhuān)用檢測器具 / 設 備——包括較簡(jiǎn)單的手持式電子量規（卡規、塞規、環(huán)規等）的輸出信號都已不再作為顯示之用，而是進(jìn)入具有統計分析功能的計算機輔助測量?jì)x，組成了生產(chǎn)現場(chǎng) 的實(shí)時(shí)監控系統。工序間測量臺上除一些專(zhuān)用量規外，所有專(zhuān)用檢具的檢測結果都輸入旁側的計算機輔助測量?jì)x。計算機輔助測量?jì)x作為一類(lèi)有很強通用性的產(chǎn)品， 同時(shí)具有為適應綜合檢測而必須具備的數據處理功能和進(jìn)行實(shí)時(shí)監控所需具有的統計分析功能。后者可對某一項或幾項被測參數，通過(guò)預置的方式進(jìn)行統計分析，給 出評價(jià)工序運行狀態(tài)的質(zhì)量信息。在屏幕上不但能顯示實(shí)測值，而且能反映經(jīng)數據處理后的各種統計量，以及有關(guān)的曲線(xiàn)、圖形。通過(guò)切換畫(huà)面不但可方便、迅速地 獲取豐富的信息，更能利用數據網(wǎng)絡(luò )把信息送至車(chē)間，甚至企業(yè)的質(zhì)量控制中心。

為在更大范圍內幫助各國的汽車(chē)制造業(yè)實(shí)現選擇面更寬、功能更豐富的質(zhì)量管理、生產(chǎn)過(guò)程控制，德國 Q-DAS 公司（數據處理及系統技術(shù)公司）推出了商品化軟件，它除了具備對生產(chǎn)過(guò)程的監控、統計分析能力外，還擁有對測量系統、制造設備和產(chǎn)品的評價(jià)功能。 Q-DAS 軟件現已得到了包括中國汽車(chē)制造企業(yè)在內的眾多國外汽車(chē)廠(chǎng)的歡迎，事實(shí)證明，它在促進(jìn)批量生產(chǎn)條件下的信息化制造過(guò)程的實(shí)現和完善，發(fā)揮了很大的作用。

為 便于進(jìn)行質(zhì)量追溯，現代發(fā)動(dòng)機工廠(chǎng)開(kāi)始對每個(gè)零件都打上二維碼，可利用讀數頭識別、采集。工件經(jīng)過(guò)關(guān)鍵在線(xiàn)檢測工位，相關(guān)參數的測得結果傳送至計算機輔助 測量?jì)x或進(jìn)而送至中央監控室。因此，操作人員通過(guò)數據采集不僅能監控零部件的加工質(zhì)量，而且通過(guò)對人為設置時(shí)段內數據的處理結果，能了解動(dòng)態(tài)工序的波動(dòng)情 況，及時(shí)予以調整。由于每一臺發(fā)動(dòng)機也有代碼，因此，在其原始資料中就包含了其中幾個(gè)關(guān)鍵零件的二維碼，一旦有需要，可方便地查詢(xún)，進(jìn)行必要的質(zhì)量追溯。

2 ．整（轎）車(chē)裝配線(xiàn)集中監控

現代轎車(chē)裝配線(xiàn)上的檢測、控制環(huán)節很多，除反映整車(chē)性能狀況（如：加注，電氣、前束、燈光、制動(dòng)、排放等）的諸多參數在后續“檢測線(xiàn)”上測試外，還有數以百計的自動(dòng)、半自動(dòng)螺栓擰緊設備，它們在受控狀態(tài)下完成裝配作業(yè)，同時(shí)可給出表明裝配質(zhì)量的扭矩值、轉角值。

本案例中，數據的傳送過(guò)程是由各工藝及檢測設備的控制計算機將其寫(xiě)入系統的上位機，再通過(guò)光纜連接至中央監控室的交換機，將數據寫(xiě)入系統數據庫服務(wù)器中。連接成的一個(gè) 10 兆以太星型結構的局域網(wǎng)，有著(zhù)相對的獨立性。集中監控能完成數據采集，實(shí)時(shí)顯示檢查車(chē)輛的車(chē)號（掃描條形碼獲得），某一工位所有上網(wǎng)螺栓的擰緊情況（扭矩、角度、合格否）等等；數據處理——對每一工位的數據按日、周、月、年等進(jìn)行 CPK 、合格率、平均值和方差等的運算，能通過(guò)圖形顯示及打??；數據查詢(xún)——根據整車(chē)或發(fā)電機代碼、出廠(chǎng)日期等查詢(xún)所有的數據并打印等功能。該系統眾多其他功能不一一贅述。

無(wú)疑，完善的在線(xiàn)檢測手段對監控工序運行和產(chǎn)品制造質(zhì)量提供了重要的保證，但建立中央集控系統更提升了一個(gè)層次。其意義不僅在于大大增強了對工藝過(guò)程的監控力度，更重要的是使轎車(chē)制造中的可追溯性得以實(shí)現。在即將推行的 ISO/TS16949 汽車(chē)質(zhì)量認證中，特別強調了“標識和可追溯性”，事實(shí)上，今天的市場(chǎng)和消費者也鮮明地對此提出了要求。以上案例則正好做了回答。

三、與現代汽車(chē)制造業(yè)提出的適用性、柔性的需求相適應的新技術(shù)、新產(chǎn)品大量涌現

近年，與現代汽車(chē)制造業(yè)的態(tài)勢相適應的檢測新技術(shù)不斷涌現，它們的共同特點(diǎn)就是以服務(wù)現場(chǎng)為前提，可靠、高效，而且能滿(mǎn)足復雜、多變的生產(chǎn)需求。

1 ．坐標測量機（ CMM ）的應用水平不斷提高

無(wú)論在整車(chē)生產(chǎn)還是在零部件生產(chǎn)過(guò)程中，坐標測量機的使用范圍和應用水平都在不斷提高。在現代化的整車(chē)廠(chǎng)， CMM 已成為覆蓋件與車(chē)身生產(chǎn)中在線(xiàn)檢測的主體，有的還連入生產(chǎn)線(xiàn)成為工藝過(guò)程的一個(gè)組成部分。在機加工生產(chǎn)線(xiàn)， CMM 用于在線(xiàn)檢測也越來(lái)越多，尤其在發(fā)動(dòng)機、變速箱等總成廠(chǎng)中，對用于車(chē)間現場(chǎng)（包括生產(chǎn)測量室）的 CMM ，在確保精度指標的同時(shí)，更強調其高速度、很好的柔性、很強的數據處理和適應現場(chǎng)環(huán)境的能力，尤其是由軟件提供的豐富的功能。但必須指出的一點(diǎn)是，制造廠(chǎng)商在注意機型和軟件開(kāi)發(fā)、改進(jìn)的同時(shí)，對 CMM 輔助設施也一樣關(guān)注。事實(shí)證明，后者對發(fā)揮坐標測量機的效能關(guān)系極大。著(zhù)名的德國 Leiti 公司今年研制的一體化工件輸送、裝夾、定位系統就是典型的事例，輸送小車(chē)、滑臺、專(zhuān)用夾具成為一體，與測量機的工作臺能實(shí)現無(wú)縫對接，準確的夾具上裝夾、定位的工件由滑臺送入 CMM ，即可實(shí)現測量。大大節省了輔助時(shí)間，提高了功效。測量機器人 Sirio688 效率很高，但裝夾工件的輔助時(shí)間過(guò)長(cháng)，尤其在變換不同工件時(shí)耗時(shí)更多，極大地抵消了它的高效率，而通過(guò)采用上述裝置，就徹底地改變了這種情況。

2 ．關(guān)節式測量?jì)x的價(jià)值得到了體現

關(guān) 節式測量?jì)x又稱(chēng)便攜式坐標測量機，它為麻煩的現場(chǎng)測量提供了一條便利的途徑，自幾年前首次進(jìn)入國內汽車(chē)行業(yè)后，其使用價(jià)值漸為用戶(hù)所認識。由于構件材料一 般選用航空鋁合金或高強化碳素纖維，故重量很輕，攜帶方便。相比早期產(chǎn)品，這類(lèi)測量?jì)x在所配測頭和應用軟件上已有很大進(jìn)展?，F在，除了可配硬測頭外，還可 配觸發(fā)式和掃描式探頭，測力減小后，被測對象范圍擴展到材質(zhì)較軟的一些工件。而測量軟件的發(fā)展則使這類(lèi)檢測設備也擁有了完善的、豐富的功能，如可在 CAD 機制下運行、通過(guò)預先編程來(lái)簡(jiǎn)化重復性測量工作、檢測時(shí)在屏幕上直接顯示圖形特征、 SPC 統計分析、基本掃描功能等等。在某些產(chǎn)品中，它們的測量軟件能與固定式坐標測量機兼容。應用實(shí)例：操作工分別利用便攜式坐標測量機對位于生產(chǎn)現場(chǎng)的大型夾具與一種車(chē)身覆蓋件進(jìn)行測量。

為擴大工作范圍以適應對大型工件的檢測，臂式測量?jì)x一般采用“蛙跳”的方式，或另配導軌支架。美國 Cimcore 公司則在不久前開(kāi)發(fā)了 Gridlok 技術(shù)，其原理是在較大區域分布一些圓錐定位體，通過(guò)激光測量?jì)x確定它們的位置并將其坐標值儲存。儀器只要在工作之前先測一下附近三個(gè)座，確定此時(shí)自身的位置，即可進(jìn)行正常的檢測。在軟件的支持下，只要在分布定位座的區域里，就能進(jìn)行準確的測量和獲得完整的圖形報告。

3 ．粗糙度、圓度、圓柱度等都是評價(jià)工件制造質(zhì)量的重要指標

近 年來(lái)，發(fā)展最快的是適用于車(chē)間現場(chǎng)直接監控產(chǎn)品表面狀態(tài)的便攜式、以及那些針對性較強的專(zhuān)用測量?jì)x器。有的便攜式粗糙度測量?jì)x的驅動(dòng)器、放大顯示器可合二 為一地使用，也可在測孔和某些特殊場(chǎng)合下分離。在與專(zhuān)用控制器相聯(lián)后，還能做各種統計處理，并將結果打印和以曲線(xiàn)形式表達。它不但能檢測多種參數，而且可 方便地通過(guò)編碼開(kāi)關(guān)任意設定四種常用標準之一，即 JIS 、 ISO 、 DIN 和 ANSI 。儀器內藏的可充式電池可保證連續工作 7 小時(shí)。

采用半徑法測量方式的便攜型圓度儀，以一個(gè)由電機驅動(dòng)回轉的電子塞規為核心，按用戶(hù)需要可在塞規上配置 1 ～ 6 個(gè)測頭，即最多能同時(shí)測 6 個(gè)截面，能在生產(chǎn)現場(chǎng)對圓度、圓柱度等參數實(shí)施精密、快速測量。儀器的主軸回轉精度達 0.5 μ m ，在無(wú)需做任何調整的情況下，被測孔徑允許有± 1mm 的變動(dòng)，在很方便地更換測桿后，可增大到 8mm 。這臺便攜式儀器效率很高，工作節拍小于 30s ，且具備很強的測量能力和數據處理、統計分析功能。類(lèi)似地，采取光學(xué)方法檢測缸孔網(wǎng)紋角的高效專(zhuān)用儀器也已成功地用于生產(chǎn)。

為 實(shí)施監控發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵零部件的制造質(zhì)量，越來(lái)越多的生產(chǎn)線(xiàn)配備了高性能的曲軸、凸輪軸綜合檢驗機，可滿(mǎn)足與曲軸主軸頸、連桿軸頸相關(guān)的各項參數及對凸輪升程 規律、相位角、鍵槽（或定位孔）與第一凸輪夾角等重要參數的現場(chǎng)監測。但長(cháng)期以來(lái)，其粗糙度測量還是以便攜式儀器為主。為提高效率和檢測質(zhì)量，一種由美國 Adcole 公司新開(kāi)發(fā)的曲軸、凸輪軸高性能粗糙度測量?jì)x已成功用于生產(chǎn)。這種臥式全自動(dòng)量?jì)x擁有三組探頭，當被測工件是曲軸時(shí)，能在幾分鐘內完成全部主軸頸、連桿軸頸和左、右止推面的粗糙度檢測，實(shí)施的測量方式可由預先設置的程序確定。

4 ．自動(dòng)檢測技術(shù)的新進(jìn)展

應用于生產(chǎn)現場(chǎng)的自動(dòng)檢測技術(shù)近年也取得了令人矚目的進(jìn)展，以下是兩個(gè)具有一定代表性的實(shí)例。

長(cháng) 期以來(lái)，齒輪的自動(dòng)檢測都停留在雙面嚙合測量狀態(tài)，盡管其工作原理簡(jiǎn)單、效率高、標準齒輪的制作方便，但由于只能檢出徑向誤差、安裝偏心等參數，無(wú)法評價(jià) 齒輪的軸向精度指標（如齒向誤差），因此有著(zhù)很大的局限性。而近年基于新原理開(kāi)發(fā)出的新穎檢測設備解決了在生產(chǎn)現場(chǎng)對批量齒輪的軸向精度指標的自動(dòng)測量問(wèn) 題。新原理是被測工件與標準齒輪作無(wú)側隙嚙合滾動(dòng)時(shí)，同時(shí)測量中心距的變化量和軸線(xiàn)偏擺量；通過(guò)對多路測量信號進(jìn)行處理，同時(shí)獲取齒輪的徑向綜合誤差和軸 向誤差（如齒向誤差、齒輪錐度等）信息。實(shí)質(zhì)上是在雙面嚙合測量的基礎上發(fā)展起來(lái)的。目前，國外一些廠(chǎng)商已推出了產(chǎn)品，國內也已出現根據汽車(chē)齒輪廠(chǎng)用戶(hù)的 實(shí)際需要開(kāi)發(fā)出了相應的設備，正在試運行。它能檢測齒向偏差、功能齒厚等 6 項指標，效率達到 5 秒 / 件，不但能實(shí)現 100% 快速自動(dòng)檢測，還具備統計分析功能。

設 在生產(chǎn)線(xiàn)終端的多參數綜合檢驗機的功能又有了拓展。以曲軸、凸輪軸為例，長(cháng)期以來(lái)，各種終檢機的被測參數都為幾何量，其他指標往往在工序間以抽檢方式進(jìn) 行。但新推出的曲軸終檢機增加了用于檢測的油道暢通性的工位，巧妙地利用了通氣后壓力變化這一工作原理。而凸輪軸終檢機則增加了一個(gè)渦流探傷工位，所設置 的二組探頭中，第一組 3 個(gè)用于檢測三個(gè)軸頸，第二組 8 個(gè)用于檢測八個(gè)凸輪，每個(gè)探頭對應的檢測通道彼此獨立。在工件回轉一周的同時(shí)，探頭還沿軸移動(dòng)，以實(shí)現對被測部位的掃描。整個(gè)過(guò)程在凸輪軸回轉一周時(shí)間內完成，與前一個(gè)檢測工位同步，從而實(shí)現了對工件 100% 的探傷測試。

四、以“光電”型為代表的高科技產(chǎn)品顯現出強大的生命力

在已涌現出的眾多新穎技術(shù)中，“光電”型的占了不小的比例，且顯現出強大的生命力，以下一些實(shí)例能說(shuō)明問(wèn)題。

1 ．現場(chǎng)使用的激光非接觸式粗糙度儀

這是一種無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)探針、也不需要預先設置、操作和使用極其簡(jiǎn)單、方便的激光非接觸式粗糙度儀。在距離被測表面 2.5mm 處進(jìn)行非接觸測量時(shí)，耗時(shí)僅為 0.5s ，因此，可實(shí)現工件粗糙度的快速檢測。這種儀器既可作為便攜式儀器使用，更可與機床、自動(dòng)線(xiàn)配合，以對工件表面進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量或對自動(dòng)線(xiàn)上零部件的指定位置做 100% 的檢測，真正發(fā)揮了在線(xiàn)檢測的作用。

2 ．雙相機移動(dòng)式三坐標測量系統

在廣泛用于汽車(chē)制造業(yè)的傳統型三坐標測量機（ CMM ）和于九十年代崛起的便攜式關(guān)節測量機之外，一種嶄新原理的雙相機移動(dòng)式三坐標測量系統顯示了其獨特的、十分實(shí)用的性能。完全不同于常規的攝像測量原理，該系統把 CCD 相機與攝像測量技術(shù)相結合，采用了一種獨創(chuàng )的“智能化目標光源探測法”。被 CCD 相機探測到的光源（ LEDS ）嵌在光筆－測桿 / 探針上，通過(guò)三角測量法可準確地測出觸點(diǎn)處的空間坐標。

整個(gè)測量系統無(wú)可動(dòng)部件，具有相當于 CMM 的功能，但量程大、精度高，使用簡(jiǎn)單、靈活，特別適合車(chē)間現場(chǎng)對大型覆蓋件、車(chē)身的檢測，以及通過(guò)測量，為大型工裝的修正、調整提供依據。

3 ．光學(xué)三維傳感器檢測站

一種以結構光學(xué)三維傳感器為基礎的高效、高精度檢測站已在車(chē)身骨架、大型覆蓋件 100% 的 在線(xiàn)檢測中顯示出獨特的優(yōu)越性。被測工件首先由輸送機構自動(dòng)推入生產(chǎn)線(xiàn)上的測量工位，定位傳感器將工件的真實(shí)位置送入計算機控制系統中，后者根據已經(jīng)編制 好的測量程序，自動(dòng)控制在框架上的眾多三維光學(xué)傳感器中的每一個(gè)，對工件上的各關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測。一般固定的傳感器數量在 10 ～ 30 個(gè)，完成測量?jì)H需 20s 左右，真正體現了高效率、高精度的特點(diǎn)。

為提高車(chē)身骨架、大型覆蓋件的監控水平，實(shí)現 100% 的 在線(xiàn)檢測，以結構光學(xué)三維傳感器為基礎的高效、高精度“檢測站”逐步在汽車(chē)制造業(yè)擴大應用。被測工件首先由傳輸裝置自動(dòng)送入生產(chǎn)線(xiàn)上的測量工位，定位傳感 器將工件的真實(shí)位置送入計算機控制系統中，后者根據已編制好的測量程序，自動(dòng)控制安裝在框架上眾多光學(xué)三維傳感器中的每一個(gè)，對工件上的各關(guān)鍵部位進(jìn)行檢 測。

4 ．激光跟蹤儀

另 一種新穎坐標測量技術(shù)——激光跟蹤測量也在近年進(jìn)入了汽車(chē)制造業(yè)。實(shí)現此項技術(shù)的激光跟蹤測量?jì)x由結構緊湊的跟蹤頭和控制器組成，前者的核心是一個(gè)安裝在 回轉水平軸上的激光頭，采用高穩頻的氦氖激光器。當將一個(gè)普通的目標靶，如一個(gè)小鋼球放在激光束的前面，儀器的檢測系統將采用三維跟蹤模式，產(chǎn)生 X 、 Y 、 Z 位置坐標值。它的測量距離最大可達 35m ，最大跟蹤速度達 3m /s ，分辨力 1 μ m ，系統精度 25 ～ 50 μ m 。由于儀器采用絕對測量模式，通過(guò)激光束鎖定光學(xué)目標后立即測量，因此用途很廣，效率也高?？捎糜谄?chē)廠(chǎng)大型工件檢測及工裝夾具的安裝調整。美國 API 公司和 FARO 公司都已有商品化產(chǎn)品，國內也已有選用。

5 ．機器視覺(jué)在汽車(chē)制造業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應用

“機器視覺(jué)”又稱(chēng)圖像檢測技術(shù)，乃是將被測對象的圖像作為信息的載體，從中提取有用的信息來(lái)達到測量的目的。它具有非接觸、高速度、測量范圍大、獲得的信息豐富等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò) CCD 攝 像頭與光學(xué)系統、數字處理系統的結合，可實(shí)現不同的檢測要求。隨著(zhù)上世紀九十年代以來(lái)光電、自動(dòng)化和計算機圖象處理技術(shù)的迅速發(fā)展，機器視覺(jué)得到了越來(lái)越 廣泛的應用。作為一種新穎而又實(shí)用的傳感技術(shù)，圖像檢測單元近年已實(shí)現產(chǎn)品化，一些知名的廠(chǎng)商都推出了品種規格齊全的系列化產(chǎn)品，包括光源、攝像頭、處理 器等，這對圖像檢測技術(shù)的推廣應用創(chuàng )造了很有利的條件。

（ 1 ）圖像檢測技術(shù)在精密測量中的應用

精密測量是機器視覺(jué)一個(gè)重要的應用領(lǐng)域，此時(shí)，由光源發(fā)出的平行光束照射到被測對象的檢測部位上，其邊緣輪廓經(jīng)過(guò)顯微光學(xué)鏡組，成像在攝像機的面陣 CCD 像面上，經(jīng)計算機進(jìn)行圖像處理后獲得被測對象邊緣輪廓的位置。如果使被測對象產(chǎn)生位移，再次測量其邊緣輪廓位置，則兩次位置之差便是位移量。顯然，若被測對象的兩條平行的邊緣輪廓能處于同一幅圖像內，則其二者位置之差即為相應尺寸。

上述系統極為適合對大批量生產(chǎn)情況下工件的在線(xiàn)檢測，尤其是當被測對象尺寸比較小、形狀比較簡(jiǎn)單時(shí)，更能顯示其優(yōu)越性。電子接插件、包括汽車(chē)電子產(chǎn)品中的接插件就是典型例子，它們的生產(chǎn)效率和成品尺寸精度都較高，前者可達到每分鐘數百件，而后者多數為 0.01mm 的數量級。一般情況下，工件質(zhì)量缺陷包括插腳的變形或扭曲、多余的金屬粘附（金屬碎屑）等，均反映為外形尺寸的誤差。由于所形成的圖像與其明亮背景之間的強烈對比，而具有清晰的剪影效果。這樣的理想圖像為準確測量被檢對象的尺寸和輪廓（形狀）特征創(chuàng )造了條件。

圖 像檢測技術(shù)用于精密測量的另一個(gè)實(shí)例是在刀具預調測量中的應用。傳統的檢測方式是光學(xué)投影和光柵數顯表相結合，前者用于瞄準定位，而后者用于測量、讀數。 整個(gè)過(guò)程需較多的人工參與，對操作人員的要求高，效率卻較低?，F在，通過(guò)把機器視覺(jué)、光柵技術(shù)、計算機軟硬件、自動(dòng)控制技術(shù)等有機結合，使傳統的工作方式 發(fā)生了根本變化，無(wú)論在測量精度、操作方便和工作效率上都有了極大的提高。

（ 2 ）機器視覺(jué)用于工件表面缺陷檢測

對工件表面缺陷、如發(fā)動(dòng)機連桿大小頭結合面的破口缺損，迄今基本都采用人工目測方法。不但效率低，勞動(dòng)強度大，而且對工藝標準中規定的定量評定要求往往難以準確執行，從而影響對產(chǎn)品質(zhì)量的有效監控。以連桿結合面爆口為例，其評定標準的具體要求為：破口面積小于 3mm 2 ，破口任一方向的線(xiàn)性長(cháng)度小于 2.5mm 。只要符合上述一項，就將判定不合格而被剔除。

此 時(shí)，圖像處理系統將采用反射方式，光線(xiàn)照射到對象表面后，系統根據轉換的電信號對圖像進(jìn)行分析和計算，最終得到所需的數據。通過(guò)對二值化圖像中的成像像素 個(gè)數的計算，可以得到相應的對象的長(cháng)度值和面積值。系統在實(shí)際使用中，對于灰度的二值化閾值和光源的設定采用比對的方法實(shí)現。具體方法為：用已知的樣件作 為標定的參照物。把已知的參照物測量值除以參照物對應的像素值，即可得到像素與實(shí)際值之間的對應比例值。通過(guò)調整光源亮度以及系統的二值化閾值，對其進(jìn)行 優(yōu)化，保證系統對對象邊界具有相對較高的分辨率。根據被測對象的特征（工件形狀、被測部位）和要求，參照視覺(jué)系統產(chǎn)品的有關(guān)標準，并按照所完成的設計，將 能方便地選取合適的圖像檢測單元（器件），組成相應的檢測系統。以連桿結合面爆口為例，其系統的檢測要求：分別檢測互為 15 °夾角的 A 、 B 、 C 三個(gè)（連桿側面的）破口面，最終以三個(gè)檢測結果中的最大值作為破口的真實(shí)值，進(jìn)行判斷后輸出結果。

（ 3 ）機器視覺(jué)的圖像識別功能的應用

在 大批量生產(chǎn)條件下，如何識別、判斷產(chǎn)品或包裝上的標識、徽記，在輸送托（盤(pán)）架所做的標記，以及最終產(chǎn)品、甚至半成品（零部件）所帶有的“表明身份”的一 維、二維條碼。若依靠人工肉眼檢查，不但勞動(dòng)強度大，也難免錯檢漏判。另一方面，在生產(chǎn)線(xiàn)、特別是其中的裝配工序中，對零件的姿態(tài)、位置（方向）也經(jīng)常需 要進(jìn)行辨識，特別在采用選擇裝配方式時(shí)。正是在這一領(lǐng)域，機器視覺(jué)的圖像識別功能得到了廣泛的應用。

電子標簽是近年發(fā)展很快的一項新技術(shù)，它也采用了機器視覺(jué)的識別技術(shù)，如將涉及發(fā)動(dòng)機的各種質(zhì)量信息通過(guò)讀寫(xiě)器無(wú)線(xiàn)寫(xiě)入標簽或讀出。在有些發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)線(xiàn)的輸送裝置（托盤(pán)）上安裝有一個(gè)電子標簽，而每個(gè)加工或裝配工位則布置有一個(gè)讀寫(xiě)器。讀寫(xiě)器與 PLC 或計算機相連。以下是機器視覺(jué)圖像識別功能的幾個(gè)應用示例。

在活塞 ---- 缸 體裝配工序中，主要環(huán)節有：判斷缸體到位并做好檢測準備；探測缸體上緣（準確到位的標志），如果未發(fā)現該特征部分，即發(fā)出報警信號；在檢測系統中建立坐標 系；識別：活塞的有無(wú)，活塞位置的正確性（確切地講是“方位”），活塞頂部表面的標識和字符——用于表明型號、選擇裝配時(shí)的組別及其它相關(guān)含義。當發(fā)動(dòng)機 即將到達檢測工位時(shí)，由電子標簽讀寫(xiě)器驗明其“身份”，然后發(fā)信號給 PLC ；而當發(fā)動(dòng)機到達檢測工位，接近開(kāi)關(guān)觸發(fā)， PLC 給機器視覺(jué)系統發(fā)出工作指令；如果活塞在缸體內的裝配正確，視覺(jué)系統發(fā)信給 PLC ，然后寫(xiě)入電子標簽，發(fā)動(dòng)機繼續流向下一工位。如果活塞裝配有錯，則視覺(jué)系統提示 PLC ，并通過(guò)人機界面報警，顯示屏將指示哪一缸的活塞裝配有錯、何種錯誤。操作者確認檢測結果后，通過(guò)使人機界面 PLC 發(fā)出指令，將結果寫(xiě)入電子標簽，并且將發(fā)動(dòng)機直接輸送到返修區域進(jìn)行返修。整個(gè)檢測過(guò)程全部自動(dòng)完成，只是在出現裝配錯誤、發(fā)出報警時(shí)才由人工干預。

主軸承蓋在四缸發(fā)動(dòng)機缸體上的裝配是又一個(gè)典型示例。 5 個(gè) 主軸承蓋的前端部呈不同的臺階狀。通過(guò)每個(gè)零件上的數字標識，按規定順序和方向安裝。由于零件混雜、數量又大，常發(fā)生錯裝現象，導致下道工序產(chǎn)生廢品。為 此，在生產(chǎn)線(xiàn)的擰緊裝配工位和翻轉工位之間設置一個(gè)檢測工位，通過(guò)自動(dòng)識別，判斷裝配結果的正確性。若全部正確，則缸體繼續流向下一工位，否則報警并給 PLC 發(fā)出指令，使生產(chǎn)線(xiàn)停機，將有問(wèn)題的缸體下線(xiàn)返修。為了適應 1 件 / 分鐘的裝配節拍，采用在缸體移動(dòng)過(guò)程中檢測， 2 個(gè)光電視覺(jué)傳感器分別前后布置在生產(chǎn)線(xiàn)的上方和一側。前一個(gè)為零件定位傳感器，用以自動(dòng)準確地觸發(fā)采樣，后一個(gè)用于動(dòng)態(tài)識別 5 個(gè) 主軸承蓋的表面幾何形狀。根據預先置入的各主軸承蓋特征參數和采集到的傳感器輸出信號，可確定是否裝錯并指示具體出錯位置。通過(guò)使用圖像檢測系統對有表面 缺陷的連桿進(jìn)行定量測量檢測，取代了傳統人工目視檢測的方法，從根本上避免了誤檢，保證了產(chǎn)品品質(zhì)。另外在幫助企業(yè)降低工件誤報廢成本的同時(shí)也降低了人員 的勞動(dòng)強度，具有較大的經(jīng)濟效益。