自20世纪以来，中国的汽车行业得到了飞速的发展，汽车产量在不断增长，这也带动了其上游产业的发展，其中汽车仪表作为每个汽车的必备零件，其功能、款式等也越来越多，产量越来越大，给汽车仪表的生产商提出了更严格的要求。目前国内汽车仪表的生产和检测由于成本、技术等多方面因素，主要以人工生产、检测为主，已经不能满足汽车仪表的大批量生产要求。

　　本文阐述了集合运动控制、实时监控、机器视觉等先进技术而开发出的一种通用汽车仪表终检台，使汽车仪表的压针和检测完全实现自动化，极大地提高了汽车仪表的产量和检测的准确性，得到了用户的高度认可。

　　汽车仪表终检测试是汽车仪表生产过程中倒数第2个工序（后1个工序为包装），包括压针和检测2个主要功能，其中压针功能是通过手动或自动的方法，将汽车仪表的指针压入到仪表盘上的电机轴上，在此过程中要控制压入力度的大小和指针的高度，以保证指针的正常使用。当前压针的功能大部分是由人工完成，无法保证指针压入的力度和高度，而汽车仪表检测包括总线通信功能检测、LED灯亮度检测、LED段码检测、指针位置检测、油量校准、电流检测、内部电路检测、外部IO检测等，目前汽车厂商使用的检测台大部分都可以实现电性能的自动检测，但LED灯颜色亮度、LED段码、指针位置、油量校准等均由操作员直接通过肉眼进行观察、检测，无法保证测试的可靠性、稳定性，无法满足高端客户对产品质量的要求。

　　1方案设计11系统硬件设计系统的硬件原理如所示。

　　工控机工业相机控制器单轴机器人串U单轴机器人压力传感器串U PLC主机位移传感器继电器模块测试夹具丁串口数字万用表串U程控电源系统硬件原理系统硬件均采用货架产品，其中对PLC、数字万用表、机械手控制器等均使用RS232进行通信，即能控制成本又能保证系统的可靠性，而且方便维护，容易更换。PLC继电器扩展模块也是通过RS232总线由PLC主机进行控制，在响应速度上会稍微慢一点，但可以在软件上通过多线程测试的技术得到解决。

　　1.2结构设计系统结构上采取模块化的设计思想，采用上下分层的结构，上层为三坐标机械手和夹具，下层为工控机、程控电源、机械手控制器等系统资源，操作员站立进行操作。夹具与测试台采用快速连接装置，二者之间只有2个接头连接，1个为电气接口，个为气源接口，以保证夹具的快速更换。

　　为了防止机械手对仪表造成损坏，在结构上增加了限位装置，机械手到达限位装置后无法继续往下压，在结构上进对仪表进行保护，同时增加其他对操作人员的保护措施，比如光幕等。

　　2软件设计软件设计分为PLC软件设计和计算机软件设计。

　　2.1PLC软件设计PLC除了完成压针过程中压力和位移的实时监测和判断之外，还需要实现其他功能，包括与计算机的通信、夹具光幕机械手等的互锁、继电器模块的控制等等。

　　2.2计算机软件设计计算机软件主要完成整个系统的控制，结合客户需求、使用习惯等因素，采用NITestStand加NILabVIEW的架框。

　　计算机软件部分的难点在于机器视觉检测部分，在机器视觉检测中，对于LCD段码、LED灯的检测比较简单如所示，使用标准图像库进行匹配就可以判断被测目标是否合格，其难点在于指针的校准，即怎么样通过工业相机获取当前指针指向的刻度。

　　LCD段码、LED灯的检测这里我们主要使用机器视觉中的边缘检测算法来提取指针指向的位置和刻度盘上的刻度，其原理如下：首先要查找到指针的位置，由于指针是一头尖的三角形样式，需要找到指针的实际指向时，需要先查找指针2个边线的位置，再取2个边线的中间位置，才是其实际指向，这里使用高斯拉普拉斯（LOG）算子作为边缘检测器，选择5X5模板，如所示。

　　高斯拉普拉斯（LOG）算子在使用高斯拉普拉斯（LOG）算子之前，先使用高斯平滑滤波器和拉普拉斯锐化滤波器对图像进行预处理，先平滑掉噪声，再进行边沿检测，以提高边沿检测的效果。

　　得到到指针指向线后，再控制指针转动到另1个刻度，用同样的方法得到另1个指针指向线，2条指针的指向线的交叉点即为刻度盘的圆心，然后使用同样的方法对仪表刻度盘的刻度进行处理，得到刻度盘大小刻度之前的夹角。后计算出指针指向线与刻度盘刻度的夹角，换算成刻度盘的刻度值，完成1次指针刻度的校准。

　　其程序如所示。

　　指针校准程序对20刻度的指针校准后的结果如所示：20刻度指针校准结果计算机软件的流程图如所示，系统中各模块的控制程序由LabVIEW编写，然后由丁estStand完成对各个测试步骤的调用、判断和数据保存等，同时在TestStand中尽量使用多线程并行测试技术，以加快压针、检测的速度，测试的数据以数据库形式进行保存，可以随时查看不良率等生产统计信息。

　　3结汽车仪表通用终检台的使用，极大地提高了汽车仪表生产的自动化水平，保证了仪表的生产质量，为客户获取高端仪表的生产订单打下了良好的基础，该终检台以模块化思想为指导，结构、硬件和软件均采用模块化设计，使用系统能够适应多种型号仪表的生产检测，性能优越，达到了国际汽车行业的同等水平，为提高国内厂商生产检测水平，探索工业自动化道路做出了贡献。

　　开始突紧仪表/扫描序列号开始压针视觉检测电性能检测断电/退出仪表计算机软件流程