常州钣金零件
当前不管是“中国制造2025”，还是欧洲的“工业4.0”，都标志着工业化已经进入智能化时代。纵观钣金行业，绝大部分的企业制造环节已经实现了数字化，数控冲床、激光切割、数控折弯，可以保证产品快速准确的完成制造，部分企业也已进入制造局部自动化阶段，使用自动料库、机械手等完成产品的自动加工。但由于钣金行业的特点，多品种，小批量，制造工艺变化较多，很少有钣金制造企业进入智能化管理阶段。
而钣金零件尺寸检测，一直都是钣金制造行业的瓶颈。为确保质量，绝大部分企业还是靠人工完成钣金零件的尺寸检测，一把卡尺、一个卷尺完成所有钣金零件尺寸检测。可以说，钣金行业的检测环节，大部分企业还处于工业化1.0的阶段。
钣金检测数字化
自二十世纪九十年代，随着数码相机的不断完善与普及，尺寸检测环节的数字化，已最先在欧美日等制造业发达国家出现。基于数码成像技术的尺寸检测数字化，逐渐在制造业普及开来。
而在钣金制造行业，钣金尺寸检测数字化进程中，比较有代表性的企业是英国英视公司。2003年，Jan Antonis博士在贝尔法斯特女皇大学，一直从事机器视觉应用的研发工作，即如何采用数码系统，快速获取零件的测量尺寸。他关注到简单快速测量零件，在工业制造市场中有极大的需求潜力。同年，他和其他几位博士，共同研发出了第一代钣金零件尺寸检测系统—Planar，并创立了英国英视公司，致力于钣金零件尺寸检测的快速、自动化研发工作。经过16年的不断努力研发升级，Planar已成为钣金检测行业的翘楚，全世界五十多个国家，数千家客户都在使用Planar，完成不同钣金零件的数字化、自动化检测。
英国英视公司立足于钣金制造行业，针对多品种，小批量的加工特点，致力于研发高精度、超高速、操作简单、低成本的的专业钣金检测系统，这正是钣金行业所需要的检测手段。（图1为全球第一套钣金零件检测系统Planar，型号P130.100，用户：摩洛哥Laser Tolerie Plus公司，安装时间2003年）
图1 第一套钣金检测系统Planar
钣金加工设备，自上世纪八十年代，已逐步实现数字化，主要采用计算机数字控制手段，完成各种加工要求。但检测行业数字化要滞后很多，主要原因是数码成像系统，在上世纪九十年代才逐渐完善，二十一世纪初，才普及开来。
第一代钣金检测系统Planar完全满足钣金行业检测数字化要求，采用数码成像系统，瞬间获取零件的所有轮廓尺寸，并同该零件的CAD图纸自动比对（图2），用颜色显示每个轮廓尺寸偏差（图3），自动生成检测报告。测量时间只有0.2秒，数十秒即完成该零件的所有尺寸检测，并将测量结果做数字化保存，以备将来随时使用。同时，该系统无需编程，普通操作员即可快速掌握Planar操作防范。
图2 测量图及CAD图
图3 彩色偏差图
当然，这只是钣金零件检测最基本的功能。实际使用过程中，钣金零件检测的要求也是千变万化的，比如：零件变形问题，成形部位尺寸测量、尺寸的不同公差带设置、定位基准的设置、位置度轮廓度等形位公差的快速测量等等，而Planar在开发过程当中也已经包含了一些独特的解决方案。像玻璃压板功能，测量基准设置等（图4）。
图4 玻璃压板补偿（左）、测量基准设置（右）
钣金零件检测自动化
自动检测过程及向制造系统提供数据，是自动化检测的重要内容。钣金行业制造产品种类，更换频繁，有些客户甚至每天有数百个零件等待检测。这就为自动化检测提出了更高的要求。从导入图纸，零件属性（材料，板厚度等），到测量，比对，导入公差带，导出测量数据等一套操作过程，必须一次快速完成。而Planar从最初研发时，就十分注重检测自动化的功能，经过十多年持续投入，这些功能完全可以实现自动化检测的要求。
(1)设置自动化检测步骤选项。
通过提前设置自动化检测步骤，可以完成不同的检测任务（图5）。
图5 自动化检测步骤设置
(2)检测报告自动导出至指定文件夹。
检测的最终目的是获取检测报告，并提供给系统用于分析及判定。Planar可以自定义检测报告的输出路径，为后续的自动化管理，提供即时的数据来源（图6）。
图6 检测报告自动导出设置
(3)全自动校验系统精度，确保设备精度稳定性。
为保证检测设备精度的持续稳定，英国英视公司开发独特的自校验系统，使检测环节成为闭环控制，每次测量零件尺寸的同时，自动校验系统精度（图7）。
图7 系统精度自校验标记点
(4)零件批量检测，自动生成所有零件检测报告。
当零件需要批量检测时，可以同时测量多个零件，自动完成零件的批量检测（图8）。
图8 批量检测零件与检测结果（红色为不合格零件）
(5)增加三维扫描头，完成钣金零件二维轮廓尺寸和三维尺寸检测（图9）。
图9 三维扫描
钣金检测自动化案例
佛山高明金荣华乐金属制品有限公司，成立于2004年。专业从事钣金加工、金属制品生产制造，拥有各类先进的加工设备和完善的质量控制体系。早在2010年，公司即引入精密钣金零件检测系统Planar，P70.50用于钣金零件尺寸快速检测，及检测尺寸的数字化管理。2018年，公司引入生产过程自动化执行系统，即MES系统，对钣金检测环节提出更高要求，全自动检测钣金零件，并将零件的所有信息，如文件路径，客户，操作者，合格，不合格，所有检测数据，保存到指定文件夹，供MES系统调取使用。随后公司引入第二套英国英视公司钣金检测系统Planar，P220.50（图10）。
图10 第一套Planar（左）与第二套Planar（右）
得益于公司的条形码管理系统，英国英视公司采用条形码扫描枪，扫描零件的二维码，可以自动导入所有测量零件的信息，包括自动导入零件CAD图，零件属性，待测尺寸，公差要求等，完成检测后，自动保存报告到指定的文件夹，为后续MES系统管理提供详细数据。
目前，越来越多的客户需要将检测环节融入公司已有的生产管理系统中，而Planar无需编程，只需要自动导入零件的CAD图纸，所有测量就会自动完成，检测报告自动推出到指定的文件夹，供不同的生产管理系统使用。
增强现实技术（简称AR）
增强现实技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，这种技术的目标是将电脑中的虚拟世界在现实世界并进行互动。Planar已将增强现实技术应用于钣金检测技术。如上面介绍的多个零件测量结果，可以实时投影到真实零件上，用于快速判定检测结果，找到不合格零件，及相应的不合格尺寸。如图11所示，合格尺寸全部绿色显示，不合格零件为红色显示。
图11 增强现实技术在钣金检测中的应用
同样，增强现实技术在零件组装过程中，可以对装配的零件进行装配指引，并同时检测每一步安装过程中的对错，这对于钣金加工后续的质量控制，具有显著意义（图12）。例如，对压铆铆钉的数量位置的监控，电器元件安装的指引检查等等。
图12 增强现实技术在三维检测中的应用
图13 二维三维检测一体机
结束语
钣金零件尺寸检测自动化，是每个钣金制造企业追求的目标。英国英视公司已为此做好了准备，为不同需求，提供不同的定制方案，完成快速、高精度、低成本的钣金检测自动化。公司最新研发的二维三维检测一体机（图13），将为钣金行业检测自动化提供更多的服务。
