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“車輪服務”依靠成像技術
發布時間：2015-01-06 作者：JOHN LEWIS 康耐視公司
        NASCAR（美國全國運動汽車競賽協會）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公司說，通常情況下，一支賽車隊擁有的車輪多達260只左右，包括NASCAR要求的15英寸單制動和雙制動版本的鋼制車輪，這需求投入大量的時間和精力來管理這些車輪，因此，這些賽車隊一般會選擇將“車輪服務”工作外包給Champion這樣的專業公司。Champion Tire and Wheel公司將負責全程跟蹤車輪，包括車輪的存儲和運輸，確保將正確的車輪用于相應的賽事。
        “車輪運輸是各賽車隊運輸車輛的一大磨損來源，”該公司總經理Todd Carpenter說道，其解釋說，在每場賽事中，各賽車隊每輛車需要使用約60只車輪。“同時，如果各賽車隊自己搬運車輪，當他們不比賽時，他們需要空間來存儲車輪，而且還需要處理輪胎安裝和拆卸等事宜。很顯然，最有利的做法是讓他人來處理這些事情，以便他們能夠專注于賽事。”
        除了將裸車輪運輸到賽道，在那里，將由Goodyear公司安裝輪胎之外，Champion還要將安裝好的組件運回到夏洛特市，在那里，他們需要將舊輪胎拆卸下來，并送到回收站。然后，清潔車輪，重新存儲，重建索引，并重新運到下一個賽道。
        Champion將每支隊伍的ID油漆在其車輪上，并且該公司還會在計算機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以及哪些車輪將用于哪些比賽。約有20,000只車輪存儲在Champion的安全設施里，這里采用了氣溫控制措施。該公司擁有一支由30多臺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。
        基于圖像的自動化
        每天，在比賽結束之后，約有1000只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，每只帶有條碼標識的車輪沿著輸送帶移動，途徑各種檢驗站。Champion公司以前采用激光掃描儀來讀取條碼，但采用該系統時，每天平均有200只車輪會被剔除出去，需要人工進行檢驗，因為該系統無法讀取它們的條碼。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，以查看激光掃描儀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，而且無法將掃描槍數據直接輸入到計算機系統。同時，這些車輪還會錯過耳孔檢查。
        采用舊系統時，該公司將輪胎拆卸下來并清洗車輪之后，在車輪抵達耳孔檢查站之前，其會將激光掃描儀放置在輸送帶上。該掃描儀的讀取率約為80%，讀取率低的原因很大程度上在于熱源和工作循環，導致條碼磨損，變得越來越難以讀取。
        Champion公司采用康耐視基于圖像的DataMan302L讀碼器，取代了激光掃描儀，該讀碼器能夠處理條碼質量下降問題，使Champion公司實現了97%的讀取率，比其以前采用的激光掃描儀高出了17個百分點。該讀碼器是一種固定式設備，配有高分辨率（1280 x 1024）傳感器，用于讀取較大視場中非常小的代碼以及較小部件上的代碼。
        該系統消除了非常耗時的人工采集條碼信息的需求，使所有車輪都能夠經過所有檢驗站，并由該公司的計算機系統進行跟蹤。“該系統幫助我們確保，我們發送到賽道上的每只車輪均能夠提供各賽車隊所期待的性能，”Carpenter說道。
        此外，基于圖像的系統還提供最大的景深靈活性，因為其使用液態鏡頭模塊，該模塊采用兩種等離子液體，其中，油為絕緣體，水為導電體。由于液-液界面上的電壓不同，因此導致出現曲率變化，反過來，這也改變了所安裝的光學鏡頭的焦距。對于Champion公司而言，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于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，其具有響應時間非常快速、光學質量良好和能耗較低等優點。
        最終結果如何？每天只需特別處理30只車輪即可，而采用激光掃描儀系統時，每天都有200多只車輪被剔除出來，需要人工檢驗。現在僅有3%的條碼是無法讀取的，這是由于嚴重損壞造成的。“現在，如果DataMan讀碼器無法讀取條碼的話，我們會更換標簽，”Carpenter說道。操作員無需再反復嘗試讓被剔除出來的車輪移動經過掃描儀。“操作員現在無需再感到沮喪了，”Carpenter說道。
        工程上的成功
        Champion公司基于其對賽車隊需求的充分了解，建立了自己的業務，并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。
        “我們嘗試從車隊經理的角度考慮我們需要做些什么，并詢問我們自己，如果我們是他們，我們希望他人如何搬運我們的車輪和輪胎，”Carpenter說道，“因為我們是工程師，因此我們將自己的方法進行了自動化處理，主要目標是確保車輛性能始終保持一致，并且是可以預測的。搬運的確會嚴重影響車輪性能。因此，Champion公司使用輸送帶系統來搬運車輪，而不是讓車輪彈跳，或者將車輪堆疊起來，因為輸送帶不太可能造成車輪損壞。同時，每只車輪均標有條碼，每當其進出存儲設施時，系統均會自動掃描每只車輪，從而創建該車輪的完整運輸歷史記錄。當每只車輪從賽場返回時，其需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。
        該檢驗流程有助于確保該公司不會將損壞的車輪返回到存儲倉庫。“如果出現了一些狀況，導致車輪不符合規格，”Carpenter說道，“我們的條碼系統將不允許該車輪離開我們的存儲設施，重新返回任何賽場。”

        圖1：任何兩個車輪上的條碼或標簽位置并不完全相同。

        圖2：在北卡羅來納州Champion Tire and Wheel公司的存儲設施里，車輪沿著輸送帶移動，以進行檢驗。同時，在輸送系統上移動車輪也降低了損壞風險。

        圖3：車輪沿著輸送帶移動，以進行檢驗。

        圖4：Champion公司搬運的每只車輪均標有條碼，每當其進出存儲設施時，系統均會自動掃描每只車輪，從而創建該車輪的完整歷史記錄。