高解析度圖像讀碼器襄助 車輪服務邁向自動化管理
美國全國運動汽車競賽協會(NASCAR)賽車隊通常會磨破許多車輪。據北卡羅來納州夏洛特市(Charlotte, N.C.)的Champion Tire and Wheel研究指出，通常情況下，一支賽車隊擁有的車輪多達兩百六十顆左右，包括NASCAR要求的15英寸單制動和雙制動版本的鋼制車輪等，皆須投入大量時間和精力管理；因此，這些車隊一般會選擇將「車輪服務」工作外包給Champion這樣的專業公司，由他們負責全程追蹤並管理車輪存儲和運輸的整個生命週期，確保將正確的車輪用於相應賽事。
車輪運輸是各賽車隊運輸車輛的一大資源耗損來源，Champion總經理Todd Carpenter表示，在每場賽事中，各賽車隊每輛車需要使用約六十顆車輪。同時，如果各賽車隊自己搬運車輪，當他們不比賽時，便需要空間來存儲車輪，而且還須處理輪胎安裝和拆卸等事宜。顯然地，最有利的做法是讓他人來處理這些事情，以便專注於賽事。
將裸車輪運輸到賽道後，將由Goodyear之類的專業公司安裝輪胎，緊接著Champion再將安裝好的元件運回到夏洛特市，在那裡，他們須將舊輪胎拆卸下來，並送到回收站；隨後則清潔車輪、重新存儲、重建索引，以便重新運到下一個賽道。
Champion將每支隊伍的ID油漆在其車輪上(圖1)，並且該公司還會在電腦系統中跟蹤這些車輪，各隊伍可登錄該系統，查看他們車輪的狀況及哪些車輪將用於哪些比賽。約有兩萬顆車輪資訊存儲在Champion採用氣溫控制措施的安全設施裡，該公司擁有一支由三十多部貨車半掛車組成的車隊，每輛貨車每年行駛60,000英里，在倉庫與賽道之間來回運輸車輪。
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| 圖1 任何兩個車輪上的條碼或標籤位置並不完全相同。 |
每天，在比賽結束之後，約有一千顆賽車車輪通過自動化設施，從貨車掛車返回到存儲倉庫。在抵達存儲倉庫之前，每顆帶有條碼標識的車輪沿著輸送帶移動，途徑各種檢驗站(圖2)。Champion公司以前採用雷射掃描器來讀取條碼，但採用該系統時，每天平均有兩百顆車輪會被剔除出去，需要人工進行檢驗，因為該系統無法讀取它們的條碼。
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| 圖2 車輪沿著輸送帶移動，以進行檢驗。 |
操作員通常會多次嘗試將這些被剔除的車輪重新放回到輸送帶上，以查看雷射掃描器是否能夠讀取這些車輪上的條碼；當這種方式行不通時，操作員不得不使用掃描槍，手動讀取這些條碼。這樣做，每天會額外花費20-30分鐘的時間，而且無法將掃描槍資料直接輸入到電腦系統。同時，這些車輪還會錯過耳孔檢查。
採用舊系統時，該公司將輪胎拆卸下來並清洗車輪之後，在車輪抵達耳孔檢查站之前，其會將雷射掃描器放置在輸送帶上。該掃描器的讀取率約為80%，讀取率低的原因很大程度上在於熱源和工作迴圈，導致條碼磨損，變得愈來愈難以讀取。
取代傳統雷射掃描器 圖像讀碼器提升讀取率
取代傳統雷射掃描器 圖像讀碼器提升讀取率
為改善傳統雷射掃描器讀取方法的不便，Champion正逐漸改搭康耐視(Cognex)基於圖像處理的DataMan 302L讀碼器，以處理條碼品質下降問題，實現高達97%讀取率，比其以前採用的雷射掃描器提高17%。該讀碼器是一種固定式設備，配有高解析度(1,280×1,024)感測器，用於讀取較大視場中非常小的代碼以及較小部件上的代碼。
由於圖像讀碼器省去非常耗時的人工採集條碼資訊需求，使所有車輪都能經過所有檢驗站，並由電腦系統進行跟蹤，以確保發送到賽道上的每顆車輪均能提供各賽車隊所期待的性能。
此外，圖像系統還提供最大的景深靈活性，因為其使用液態鏡頭模組，該模組採用兩種等離子液體，其中，油為絕緣體，水為導電體。由於液體-液體介面上的電壓不同，因此導致出現曲率變化，反過來，這也改變所安裝的光學鏡頭的焦距。
這意味著，即使當相機與代碼之間的距離不斷變化(這是因為條碼可能位於給定車輛的任意位置)，代碼也仍然能夠始終保持在焦距以內。同時，液態鏡頭也非常堅固耐用(無活動元件)，而且結構緊湊，其具有響應時間快速、光學品質良好和能耗較低等優點。
最終結果如何？車隊每天只須特別處理三十顆車輪即可，而採用雷射掃描器系統時，每天都有兩百多個車輪被剔除出來，需要進一步的人工檢驗。截至目前為止，DataMan讀碼器僅有3%的條碼無法讀取，這是由於嚴重損壞造成的，如果無法讀取條碼的話，可透過更換標籤的方式，讓操作員毋須再反復嘗試讓被剔除出來的車輪移動經過掃描器，進而提升工作效率。
自動化檢測/運輸系統提升車輪服務品質
專業車輪服務公司基於其對賽車隊需求的充分了解，建立自己的業務，並利用其主要人員在工程方面的豐富背景，以妥善的方式搬運車輪，以優化車輪的性能。由於車輪服務公司引進工程概念，並進行自動化處理，對於車隊確保車輛性能始終保持一致，並且可以預測的目標將大有助益。
無庸置疑，搬運的確會嚴重影響車輪性能，因此使用輸送帶系統來搬運車輪，而不讓車輪彈跳，或將車輪堆疊起來，可大幅降低車輪損壞機率。同時，每顆車輪均標有條碼，每當其進出存儲設施時，系統均會自動掃描，從而創建該車輪的完整運輸歷史記錄(圖3)。當每只車輪從賽場返回時，其須要經過全面的檢驗流程，以檢查車輪和耳孔的圓度以及橫向和徑向偏離度。
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| 圖3 每顆車輪均標有條碼，當其進出存儲設施時，系統均會自動掃描，從而創建完整歷史記錄。 |
該檢驗流程有助於確保損壞的車輪不會再返回到存儲倉庫。如果出現了一些狀況，導致車輪不符合規格，該條碼系統將不允許該車輪離開存儲設施，重新返回任何賽場。
事實上，康耐視從設計、研發、生產到銷售各種高整合且複雜的機器視覺技術，即有「視覺」的產品。現階段，該公司產品也廣泛應用於全世界的工廠、倉庫及配送中心的工業讀碼器、機器視覺感測器和機器視覺系統，能夠在產品生產和配送過程中引導、測量、檢測、識別產品並確保其品質。
康耐視自從1981年成立以來，已經銷售一百多萬套基於視覺的產品，累計利潤超過40億美元。此外，其透過工業ID讀碼器幫助企業提高產品品質、消除生產錯誤、降低製造成本、提供低廉的高品質產品從而超越消費者期望。典型機器視覺應用包括檢測缺陷、監控生產線、引導裝配機器人以及跟蹤、分類和識別零件。
