基于图像的读码器让NASCAR赛车队感觉自己的车轮更具安全性。
作者：JOHN LEWIS
康耐视公司
NASCAR（美国全国运动汽车竞赛协会）赛车队通常会磨破许多车轮。据北卡罗来纳州夏洛特市（Charlotte, N.C.）的Champion Tire and Wheel公司说，通常情况下，一支赛车队拥有的车轮多达260只左右，包括NASCAR要求的15英寸单制动和双制动版本的钢制车轮，这需求投入大量的时间和精力来管理这些车轮，因此，这些赛车队一般会选择将“车轮服务”工作外包给Champion这样的专业公司。Champion Tire and Wheel公司将负责全程跟踪车轮，包括车轮的存储和运输，确保将正确的车轮用于相应的赛事。
“车轮运输是各赛车队运输车辆的一大磨损来源，”该公司总经理Todd Carpenter说道，其解释说，在每场赛事中，各赛车队每辆车需要使用约60只车轮。“同时，如果各赛车队自己搬运车轮，当他们不比赛时，他们需要空间来存储车轮，而且还需要处理轮胎安装和拆卸等事宜。很显然，最有利的做法是让他人来处理这些事情，以便他们能够专注于赛事。”
除了将裸车轮运输到赛道，在那里，将由Goodyear公司安装轮胎之外，Champion还要将安装好的组件运回到夏洛特市，在那里，他们需要将旧轮胎拆卸下来，并送到回收站。然后，清洁车轮，重新存储，重建索引，并重新运到下一个赛道。
Champion将每支队伍的ID油漆在其车轮上，并且该公司还会在计算机系统中跟踪这些车轮，各队伍可登录该系统，查看他们车轮的状况以及哪些车轮将用于哪些比赛。约有20,000只车轮存储在Champion的安全设施里，这里采用了气温控制措施。该公司拥有一支由30多台货车半挂车组成的车队，每辆货车每年行驶60,000英里，在仓库与赛道之间来回运输车轮。
基于图像的自动化
每天，在比赛结束之后，约有1000只赛车车轮通过自动化设施，从货车挂车返回到存储仓库。在抵达存储仓库之前，每只带有条码标识的车轮沿着输送带移动，途径各种检验站。Champion公司以前采用激光扫描仪来读取条码，但采用该系统时，每天平均有200只车轮会被剔除出去，需要人工进行检验，因为该系统无法读取它们的条码。操作员通常会多次尝试将这些被剔除的车轮重新放回到输送带上，以查看激光扫描仪是否能够读取这些车轮上的条码；当这种方式行不通时，操作员不得不使用扫描枪，手动读取这些条码。这样做，每天会额外花费20-30分钟的时间，而且无法将扫描枪数据直接输入到计算机系统。同时，这些车轮还会错过耳孔检查。
采用旧系统时，该公司将轮胎拆卸下来并清洗车轮之后，在车轮抵达耳孔检查站之前，其会将激光扫描仪放置在输送带上。该扫描仪的读取率约为80%，读取率低的原因很大程度上在于热源和工作循环，导致条码磨损，变得越来越难以读取。
Champion公司采用康耐视基于图像的DataMan 302L读码器，取代了激光扫描仪，该读码器能够处理条码质量下降问题，使Champion公司实现了97%的读取率，比其以前采用的激光扫描仪高出了17个百分点。该读码器是一种固定式设备，配有高分辨率（1280 x 1024）传感器，用于读取较大视场中非常小的代码以及较小部件上的代码。
该系统消除了非常耗时的人工采集条码信息的需求，使所有车轮都能够经过所有检验站，并由该公司的计算机系统进行跟踪。“该系统帮助我们确保，我们发送到赛道上的每只车轮均能够提供各赛车队所期待的性能，”Carpenter说道。
此外，基于图像的系统还提供最大的景深灵活性，因为其使用液态镜头模块，该模块采用两种等离子液体，其中，油为绝缘体，水为导电体。由于液-液界面上的电压不同，因此导致出现曲率变化，反过来，这也改变了所安装的光学镜头的焦距。对于Champion公司而言，这意味着，即使当相机与代码之间的距离不断变化——这是因为条码可能位于给定车辆的任意位置，代码也仍然能够始终保持在焦距以内。同时，液态镜头也非常坚固耐用（无活动元件），而且结构紧凑，其具有响应时间非常快速、光学质量良好和能耗较低等优点。
最终结果如何？每天只需特别处理30只车轮即可，而采用激光扫描仪系统时，每天都有200多只车轮被剔除出来，需要人工检验。现在仅有3%的条码是无法读取的，这是由于严重损坏造成的。“现在，如果DataMan读码器无法读取条码的话，我们会更换标签，”Carpenter说道。操作员无需再反复尝试让被剔除出来的车轮移动经过扫描仪。“操作员现在无需再感到沮丧了，”Carpenter说道。
工程上的成功
Champion公司基于其对赛车队需求的充分了解，建立了自己的业务，并利用其主要人员在工程方面的丰富背景，以妥善的方式搬运车轮，以优化车轮的性能。
“我们尝试从车队经理的角度考虑我们需要做些什么，并询问我们自己，如果我们是他们，我们希望他人如何搬运我们的车轮和轮胎，”Carpenter说道，“因为我们是工程师，因此我们将自己的方法进行了自动化处理，主要目标是确保车辆性能始终保持一致，并且是可以预测的。搬运的确会严重影响车轮性能。因此，Champion公司使用输送带系统来搬运车轮，而不是让车轮弹跳，或者将车轮堆叠起来，因为输送带不太可能造成车轮损坏。同时，每只车轮均标有条码，每当其进出存储设施时，系统均会自动扫描每只车轮，从而创建该车轮的完整运输历史记录。当每只车轮从赛场返回时，其需要经过全面的检验流程，以检查车轮和耳孔的圆度以及横向和径向偏离度。
该检验流程有助于确保该公司不会将损坏的车轮返回到存储仓库。“如果出现了一些状况，导致车轮不符合规格，”Carpenter说道，“我们的条码系统将不允许该车轮离开我们的存储设施，重新返回任何赛场。”
作者简介
John Lewis，康耐视公司市场拓展经理，该公司位于马萨诸塞州Natick郡；电子邮箱：info.cn@cognex.com。
图1：任何两个车轮上的条码或标签位置并不完全相同。
图2： 在北卡罗来纳州Champion Tire and Wheel公司的存储设施里，车轮沿着输送带移动，以进行检验。同时，在输送系统上移动车轮也降低了损坏风险。
图3：车轮沿着输送带移动，以进行检验。
图4：Champion公司搬运的每只车轮均标有条码，每当其进出存储设施时，系统均会自动扫描每只车轮，从而创建该车轮的完整历史记录。
康耐视公司介绍
康耐视公司设计、研发、生产和销售各种集成复杂的机器视觉技术的产品，即有“视觉”的产品。康耐视产品包括广泛应用于全世界的工厂、仓库及配送中心的工业读码器、机器视觉传感器和机器视觉系统，能够在产品生产和配送过程中引导、测量、检测、识别产品并确保其质量。作为全球领先的机器视觉公司，康耐视自从1981年成立以来，已经销售了100多万套基于视觉的产品，累计利润超过40亿美元。康耐视同时也是领先的工业ID读码器提供商。康耐视视觉系统帮助公司企业提高产品质量、消除生产错误、降低制造成本、提供低廉的高质量产品从而超越消费者期望。典型机器视觉应用包括检测缺陷、监控生产线、引导装配机器人以及跟踪、分类和识别零件。康耐视总部设在美国马萨诸塞州Natick郡，在北美、日本、欧洲、亚洲和拉丁美洲设有地区办公室和经销处。更多详情，敬请登录康耐视公司网站：http://www.cognex.cn拨打销售热线：400-008-1133
