在传统工业中，汽车和卡车中使用的大多数发动机缸体采用砂铸工艺制造，该工艺包括将熔融金属铸造到砂模中。在铸造完成后，冷却发动机缸体，然后进一步处理以去除表面缺陷。
一家大型汽车供应商正在使用配备机器人视觉检测系统的定制自动化生产线来检查发动机气缸是否存在缺陷。在加工步骤完成后，必须检查发动机缸体以检测诸如加工表面上的划痕之类的缺陷。此外，系统必须确保钻孔和冷却剂通道中存在螺纹，并且在铸造过程中存在由气体和污染物引起的空隙或孔(孔隙)。在进行组装过程的下一阶段之前，必须在同一检查站读取在圆筒上印刷或激光标记的条形码或字母数字组合数据。
这是一家为其母公司和其他汽车制造商提供发动机的大型汽车制造商的任务。为了完成发动机缸体检测任务，该公司与Harry Major
Machine签订了一份分包合同，以创建一个带有机器人视觉检测系统的定制自动化生产线。像许多这样的系统一样，机械工程和机器人视觉的结合使得该系统独一无二。当发动机缸体完成最终加工并进入系统输送机时，通过连接到工厂可编程逻辑控制器(PLC)的接近开关在视觉站检测它们的存在。
PLC驱动旋转提升机构(图1中所示的红色部分)以将发动机缸体(未示出)提升到输送机上方。
由于不需要检查发动机缸体的平底，因此只需要检查顶部气缸盖表面和气缸周围的侧面。这可以通过具有视觉功能的机器人来实现，该机器人围绕发动机缸体的四个侧面移动以保持汽缸在生产线上静止。然而，为了生产出具有成本效益的系统，Harry
Major Machine工程师决定将发动机缸体旋转180°，以便可以使用低成本的Fanuc LR Mate 200iD来完成相同的任务。
为了自动检查发动机缸体，LR Mate 200iD机器人需要两个摄像系统。由于Harry Major
Machine的专家正在为汽车制造商构建自动化生产线系统，该公司已与Leoni工程产品和服务公司签订了一份分包合同，该产品旨在设计一种检查发动机缸体的机器人视觉系统。虽然可以使用宽视场(FOV)摄像机来检查空隙区域并检查钻孔内是否存在插头和螺纹，但需要更高的分辨率来捕获气缸体上的条形码和凸起的点字母数字。从图1中可以看到安装在机器人上的摄像头。虽然可以使用宽视场(FOV)摄像头检查空隙区域并检查钻孔内是否存在插头和螺纹，但需要更高的分辨率来捕获气缸体上的条形码和凸起点字母数字。
为获得光圈区域的图像，配备Edmund Optics 8.5mm镜头的康耐视In-Sight 7802智能相机安装在LR Mate
200iD机器人上。为了突出发动机缸体上的缺陷，Smart Vision
Lights的平面漫射光耦合到相机。通过使用这种较小波长的光线并将8.5mm镜头与Midwest Optical
Systems的蓝色带通滤光器相结合，您可以更加有效地看到划痕等缺陷的对比度并捕获发动机缸体。它上面有任何间隙和孔洞。由于发动机缸体的尺寸非常大，因此机器人视觉系统需要经过预先编程的路径以获得需要检查的突出部分的图像。
为了在发动机缸体上获得激光蚀刻和斑点图像，需要更高分辨率的成像。再一次，安装在LR Mate 200iD上的康耐视In-Sight
7802智能相机用于捕捉代码图像，但智能相机配备了Edmund Optics的16 mm镜头，以获得所需的更精细细节。
16mm镜头不是使用平面漫射光来照亮字母数字和条形码，而是配备了Smart Vision
Lights的RM75蓝色LED环形灯。这允许光源用于明场/暗场模式的一部分。一旦16mm镜头配备蓝色带通滤光片，字母数字和2D条形码的对比度将变得更加明显。
在操作中，图像表面，螺纹孔，字母数字和2D条形码的检查分两个阶段进行。在发动机缸体升高到位后，捕获发动机缸体的顶部和最近两侧的图像。捕获这些图像后，将圆柱体旋转180°并捕获两侧的剩余图像。然后使用安装在两台In-Sight
7802智能相机上的In-Sight Explorer软件分析这些图像。
由于发动机缸体的尺寸非常大，机器人视觉系统需要经过预先编程的路径来捕获需要检查的突出部分的图像(参见图3)。这包括检查气缸表面是否有划痕和空隙，检查安装孔中的孔，密封塞，以及读取部件上印刷的QR码和人类可读代码。可以在图像的中心看到要找到的密封塞，而在上部中心可以看到字母数字和二维码。当视觉系统在圆柱体表面上移动时，相机系统捕获图像。但是，不需要处理整个图像，因为只需要分析图像的特定区域。对于任何孔缺陷，可能仅需要分析图像的一部分。为此，首先将机器人移动到特定的已知位置，并捕获发动机缸体区域的图像(a)。然后使用预先编程的方式隔离待检查区域(以红色显示)(b)。例如，对于任何孔隙缺陷，可能仅需要分析图像的一部分。为此，首先将机器人移动到特定的已知位置并捕获发动机缸体区域的图像(参见图4a)。然后使用预编程的方法隔离需要检查的区域。为每个特定的发动机缸体手动预编程这些区域，然后系统自动运行。要检查的区域以红色突出显示。为了检查空隙缺陷，使用带有8.5mm镜头和平面漫射光源的In-Sight
7802智能相机拍摄图像。然后使用在In-Sight 7802相机上运行的Cognex In-Sight blob finder工具分析图像。
类似地，为了检查零件孔中是否存在螺纹，还使用了康耐视PatMax视觉工具。然后使用带有16mm镜头和环形灯的In-Sight
7802智能相机读取字母数字和点喷数据，在智能相机和OCR / OCV中运行Cognex 2DMax QR码读取器以读取字母数字数据工具。
然后，检查任务的结果通过以太网传输到系统的PLC。在发动机缸体通过所有检查任务后，它可以继续在输送机上运输到下一个装配站。如果发现任何缺陷，请将QR码引擎块转移到单独的工作站进行返工。
目前，该系统已在汽车制造商处运行，以检查发动机缸体的机加工表面上的小至0.8mm的缺陷并验证螺纹孔和塞子的存在。该系统还以72秒的周期测量轴承盖在发动机缸体上的定位，并验证气缸体上的字母数字和二维码。
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