機(jī)器視覺的四大應(yīng)用
機(jī)器視覺可說是工業(yè)自動化系統(tǒng)的靈魂之窗,從物件/條碼辨識、產(chǎn)品檢測、外觀尺寸量測到機(jī)械手臂/傳動設(shè)備定位,都是機(jī)器視覺技術(shù)可以發(fā)揮的舞臺,因此它的應(yīng)用范圍十分廣泛,行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域更是多到令人眼花繚亂。
1.機(jī)器視覺圖像檢測應(yīng)用
檢測是機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最主要的應(yīng)用之一, 光學(xué)篩選機(jī),幾乎所有產(chǎn)品都需要檢測,而人工檢測存在著較多的毛病,人工檢測準(zhǔn)確性低,長時間工作的話,準(zhǔn)確性更是無法保證,并且檢測速度慢,容易影響整個生產(chǎn)過程的效率。因此,機(jī)器視覺檢測設(shè)備在圖像檢測的應(yīng)用方面也非常的廣泛,光學(xué)影像篩選機(jī),例如:硬幣邊沿字符的檢測。
2000年10月新發(fā)行的第五套人民幣中,一元硬幣的側(cè)邊增強(qiáng)了防偽功能,鑒于生產(chǎn)過程的嚴(yán)格控制要求,在造幣的最后一道工序上安置了視覺檢測系統(tǒng),印刷過程中的套色定位以及較色檢查、包裝過程中的飲料瓶蓋的印刷質(zhì)量檢查,產(chǎn)品包裝上的條碼和字符識別等,玻璃瓶的缺陷檢測。機(jī)器視覺系統(tǒng)對玻璃瓶的缺陷檢測,其主要檢測包括尺寸檢測、瓶身外觀缺陷檢測、瓶肩部缺陷檢測、瓶口檢測等。
2.機(jī)器視覺視覺定位應(yīng)用
視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地找到被測零件并確認(rèn)其位置。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,設(shè)備需要按照機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭,準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定,這就是視覺定位在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最基本的應(yīng)用。
3.機(jī)器視覺物體測量應(yīng)用
視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地找到被測零件并確認(rèn)其位置。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,設(shè)備需要按照機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭,準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定,這就是視覺定位在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最基本的應(yīng)用。
4.機(jī)器視覺物體分揀應(yīng)用
實際上,物體分揀應(yīng)用是建立在識別、檢測之后一個環(huán)節(jié),通過機(jī)器視覺系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理,實現(xiàn)分揀。在機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用中常用于食品分揀、零件外貌瑕疵自動分揀、棉花纖維分揀等。
機(jī)器視覺的基本原理
機(jī)器視覺技術(shù)作為計算機(jī)科學(xué)的一個重要分支,在近三十年中有迅猛的發(fā)展。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,易于同設(shè)計信息及加工控制信息集成,因此,在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中,機(jī)器視覺系統(tǒng)被廣泛用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點是可以提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合,常用機(jī)器視覺來替代人工視覺;另外,在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用機(jī)器視覺系統(tǒng)檢查產(chǎn)品質(zhì)量顯然要比人工方式速度快,精度高,而且可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化程度。另外,機(jī)器視覺系統(tǒng)便于信息集成,是實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。
基本原理如下:
機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)通常采用CCD(Charge Coupled Device)照相機(jī)攝取檢測圖像,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,再采用先進(jìn)的計算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對圖像數(shù)字信號進(jìn)行處理,從而得到所需要的各種目標(biāo)圖像特征值,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)模式識別,坐標(biāo)計算,灰度分布圖等多種功能。
機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成:圖像的獲取、圖像的處理、輸出顯示。
圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機(jī)等,其中關(guān)鍵部件CCD是由分布于其上的各個像元的光敏二極管的線性陣列或矩形陣列構(gòu)成,通過順序輸出每個二極管的電壓脈沖,實現(xiàn)將圖像光信號轉(zhuǎn)換成電信號的目的。輸出的電壓脈沖序列可以直接以RS-170制式輸入標(biāo)準(zhǔn)電視顯示器,或者輸入計算機(jī)的內(nèi)存,進(jìn)行數(shù)值化處理。CCD是現(xiàn)在最常用的機(jī)器視覺傳感器。
圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)。
輸出設(shè)備與過程相連,包括監(jiān)視界面,過程控制器和報警裝置等。攝像數(shù)據(jù)通過計算機(jī)對標(biāo)準(zhǔn)和故障圖像的分析和比較,若發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品,則通過NG信號告警,并由PLC自動將其排除出生產(chǎn)線。機(jī)器視覺檢測的結(jié)果可以作為計算機(jī)輔助質(zhì)量CAQ (Computer Aided Quality)系統(tǒng)的信息來源,也可以和其它控制系統(tǒng)集成。
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