2011年8月26日，中科院城市環(huán)境研究所與北侖區(qū)政府正式簽約共建中科院寧波城市環(huán)境觀測研究站（以下簡稱研究站）。研究站將立足寧波市，輻射長三角，面向生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展研究，開展城市環(huán)境長期觀測研究、城市生態(tài)環(huán)境與健康、城市環(huán)境治理與修復(fù)技術(shù)、環(huán)境治理工程與循環(huán)經(jīng)濟(jì)、城市規(guī)劃與環(huán)境政策研究與開發(fā)以及技術(shù)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。研究站由研究站本部、分布在城市及周邊區(qū)域的數(shù)個(gè)觀測點(diǎn)以及流動觀測設(shè)施等構(gòu)成。

三元催化器過濾孔的通透性檢測難題

三元催化器是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的凈化環(huán)保裝置，它可將汽車尾氣排出的有害氣體，通過氧化和還原作用，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮?dú)狻４呋瘎┬倔w由很細(xì)小的蜂窩結(jié)構(gòu)材料組成，如果過濾孔被堵塞或通透性不佳，將直接影響三元催化器尾氣凈化的功效。因此，在產(chǎn)品出廠前必須對其進(jìn)行堵孔檢測，以保證符合標(biāo)準(zhǔn)。 由于芯體加工工藝的要求，過濾孔密度較高，且過濾孔的深度較大，人工檢測方式存在很大的疏漏，效率低、主觀性強(qiáng)、成本高，對通透性檢測更是無能為力。而傳統(tǒng)的圖像測量技術(shù)采用普通的打光方式和鏡頭組合下的成像效果，過濾孔通透性差，發(fā)光不均勻，邊緣畸變嚴(yán)重，適應(yīng)性差。

  三元催化器

  “本次研究的課題是汽車三元催化器，但是其過濾孔的通透性不一致，導(dǎo)致有部分產(chǎn)品沒有達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。而傳統(tǒng)檢測方法由于三元催化器材質(zhì)的問題，打光難度大，只能照亮部分工件區(qū)域，效果一直不好。而且還有工件種類較多，機(jī)械定位不準(zhǔn)、不易調(diào)節(jié)等問題。”研究站的電氣工程師指出，“我們了解到機(jī)器視覺技術(shù)有可能幫助解決此類問題，于是就想借助視覺產(chǎn)品來檢測三元催化器的通透性，從而把不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品篩查出來，使最后的成品都能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，讓客戶對產(chǎn)品更放心。”

康耐視工業(yè)相機(jī)配合VisionPro軟件的解決方案

對此，研究站的工程師們針對過濾孔的通透性檢測問題，開展了專項(xiàng)課題研究，對能滿足檢測要求的方法做了充分的比較和分析，最終決定采用先進(jìn)的機(jī)器視覺技術(shù)。 但是，他們對機(jī)器視覺廠商并不熟悉，于是就咨詢了其機(jī)器人供應(yīng)商。“他們推薦了康耐視品牌，因?yàn)闄C(jī)器人供應(yīng)商就使用了較多的康耐視產(chǎn)品，對技術(shù)性能、解決方案能力和服務(wù)質(zhì)量很是推崇。”研究站的電氣工程師講道，“于是，我們就聯(lián)系上了康耐視公司，并進(jìn)行了多次溝通和交流。”

康耐視在了解到研究站的技術(shù)需求后，就立即派工程師趕赴現(xiàn)場考察。之后，康耐視工程師給出了康耐視工業(yè)相機(jī)配合VisionPro軟件的解決方案。在測試驗(yàn)證中，工程師們借助合適的光源和圖像疊加工具，對30次拍照合成的圖像再次進(jìn)行圖像處理，并把最終得到圖像通過FindCircle、Fixture、Blob等工具，就準(zhǔn)確得出了產(chǎn)品過濾孔的通透率。  

檢測三元催化器過濾孔的通透性

“取圖效果達(dá)到了最好，通過定位工具能夠精準(zhǔn)的找到檢測區(qū)域，在圖像處理工具的幫助下，檢測精度大大提高，而且易用性很強(qiáng)的Cognex Designer軟件大大加快了開發(fā)周期以及降低了維護(hù)難度。”研究站的電氣工程師高興地表示，“康耐視的解決方案非常全面，我們很滿意檢測效果，就當(dāng)即決定與康耐視合作，來解決研究站三元催化器研究項(xiàng)目中的堵孔檢測挑戰(zhàn)。”

產(chǎn)品合格率提升了30%以上 目前，在康耐視專業(yè)的機(jī)器視覺方案支持下，研究站的三元催化器產(chǎn)品的通透性檢測效率、檢測精度和穩(wěn)定性等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)得到極大改善“通過康耐視視覺系統(tǒng)檢測出過濾孔的通透性，讓我們能準(zhǔn)確地篩選出不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的產(chǎn)品，然后將其返工再次加工，直至能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。”研究站的電氣工程師指出，“通過這一檢測過程，產(chǎn)品質(zhì)量得到了飛躍性變化。不但產(chǎn)品合格率提升了30%以上，而且全天24小時(shí)的自動化檢測大大增加了產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。”

  檢測程序                                 最終界面

據(jù)他介紹，借助 VisionPro，工程師們可以通過任意相機(jī)或圖像采集卡使用功能較強(qiáng)的視覺軟件。而 Cognex Designer更是可以讓開發(fā)人員能夠更方便地利用功能較強(qiáng)的 VisionPro工具庫的全部優(yōu)勢，模塊圖的圖形化編程環(huán)境方便應(yīng)用程序維護(hù)。在Cognex Designer的支持下，無需編寫腳本或編程就可以輕松開發(fā)、部署和維護(hù)視覺應(yīng)用。

另外，讓研究站的電氣工程師感觸更深的是康耐視周到細(xì)致的服務(wù)。在設(shè)備調(diào)試過程中，由于研究站最初的產(chǎn)品種類不齊全，耽誤了康耐視工程師好幾天的時(shí)間。但是，他們在等待期間并不感到不耐煩，反而很耐心地指導(dǎo)研究站的工程師們?nèi)绾尾僮飨鄼C(jī)，培養(yǎng)工程師獨(dú)立上手的能力。

“這讓我們對康耐視品牌的印象非常好，而且康耐視工程師還講解了很多技術(shù)知識，讓我們深入了解了機(jī)器視覺領(lǐng)域，以及未來可能會用到的視覺方案，如定位抓取、機(jī)器引導(dǎo)、瑕疵檢測等，這讓我們對未來的項(xiàng)目有了更大的期待，希望以后會有更多的機(jī)會和康耐視進(jìn)行合作！”研究站的電氣工程師最后評價(jià)說，“這次與康耐視的合作非常愉快，我們會將康耐視解決方案推薦給用戶以及合作伙伴，也希望康耐視把研究站的產(chǎn)品介紹給別的廠家，讓我們共同攜手進(jìn)步！”