關(guān)于機(jī)器視覺金屬探頭檢測的案例

“十三五”規(guī)劃的出臺，明確把機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為我國工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向，推動機(jī)器換人，加快企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，爭取在2025年成為制造業(yè)強(qiáng)國。其中，值得關(guān)注的是，《規(guī)劃》提出了今后五年中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展發(fā)現(xiàn)，包括理論基礎(chǔ)、技術(shù)探討、提升國產(chǎn)品牌及關(guān)鍵零件的研發(fā)。

01、機(jī)器視覺功能

機(jī)器視覺作為機(jī)器人尤其是智能化機(jī)器人重要的零部件之一，對機(jī)器人的靈活性及可操作性的提升具有決定性意義。尤其是在以智能制造為核心的工業(yè)4.0時(shí)代背景下，隨著中國制造2025戰(zhàn)略的深入，工業(yè)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場呈現(xiàn)爆炸式增長勢頭。而充當(dāng)工業(yè)機(jī)器人“火眼金睛”角色的機(jī)器視覺更是功不可沒!

機(jī)器視覺究竟給工業(yè)機(jī)器人一雙怎么樣的“慧眼”，能夠大助工業(yè)機(jī)器人在未來工業(yè)自動化、智能化的工業(yè)4.0發(fā)展道路上大展拳腳大展拳腳?

有專家指出，機(jī)器視覺將來被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，主要具有四個功能：

NO.1 引導(dǎo)和定位，視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置，上下料使用機(jī)器視覺來定位，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)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。

NO.2外觀檢測，檢測生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無質(zhì)量問題，該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。說機(jī)器視覺涉及到的醫(yī)藥領(lǐng)域，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。

NO.3 高精度檢測，有些產(chǎn)品的精密度較高，達(dá)到0.01~0.02m甚至到u級，人眼無法檢測必須使用機(jī)器完成。

NO.4識別，就是利用機(jī)器視覺對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象。可以達(dá)到數(shù)據(jù)的追溯和采集，在汽車零部件、食品、藥品等應(yīng)用較多。

02、案例：金屬探頭尺寸檢測

某軍工生產(chǎn)的金屬探頭需把控其產(chǎn)品的質(zhì)量和尺寸，但其產(chǎn)品的尺寸很小，人為檢測稍微用力就會造成產(chǎn)品損傷，且人為檢測效率低下誤差也會因個人因素導(dǎo)致參差不齊。

眾所周知，軍工用品的檢測是十分嚴(yán)格的，視覺檢測系統(tǒng)SVMN，具有高精度測量并提供二次開發(fā)，搭配遠(yuǎn)心光學(xué)（BTOS）雙遠(yuǎn)心鏡頭，精度可達(dá)0.01mm，速度高達(dá)0.3S/個。為該單位解決了人為尺寸測量的困擾。

系統(tǒng)方案

●采用EM系列510萬高分辨率工業(yè)CCD相機(jī)，以太網(wǎng)接口，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。相機(jī)具有斷電再上電自動連接功能。

●采用遠(yuǎn)心光學(xué)（BTOS）雙遠(yuǎn)心鏡頭，景深大，零畸變，無視差。

● 150mm LED工業(yè)背光源：AFT-BL系列LED背光源采用高亮度、長壽命的LED發(fā)光管組成，能充分突出測量或檢測物體的輪廓信息。

●軟件采用維視VisionBank智能視覺軟件，界面、工具模塊化，操作簡單易上手。

系統(tǒng)特點(diǎn)及功能：

●系統(tǒng)可自主找尋最大和最小值并測量。

●采用雙遠(yuǎn)心鏡頭，對于大尺寸工件，不存在畸變而引起的測量誤差；

●不存在因產(chǎn)品高度（厚度）而引起的視差，看不到內(nèi)壁與外壁，產(chǎn)品輪廓對等于成像效果；

●模塊化智能測量軟件，可測量點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到線、線到線、角度、極大值、極小值、中線、弧度、圓檢測等等，操作簡單，培訓(xùn)半小時(shí)即可上手。

●相對于傳統(tǒng)檢測方式從30s/個提升至0.3s/個。

●系統(tǒng)設(shè)備檢測精度在0.01mm。

●數(shù)據(jù)及圖像保存于本地硬盤，可實(shí)時(shí)追蹤不良因素。圖像保存可自由設(shè)定，保存類型可選（合格、不合格、所有）；

●可針對任意產(chǎn)品尺寸檢測，不局限于當(dāng)前產(chǎn)品；

●可針對不同產(chǎn)品，建立不同測量工程文件，靈活調(diào)用，十秒鐘操作。

●本系統(tǒng)設(shè)備采用手動檢測，腳踏檢測，但包含自動檢測功能，預(yù)留有觸發(fā)、報(bào)警輸出接口，可用于與自動化設(shè)備對接。

拓展應(yīng)用

●適合所有尺寸在10以下工件尺寸測量。

●在工件具有一定高度的尺寸測量上，該套系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢，其無視差，大景深，恒定倍率的光學(xué)特性，可達(dá)到同類測量軟件無法企及的精度。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和自動控制技術(shù)的發(fā)展，越來越多的不同種類的智能機(jī)器人將出現(xiàn)在生產(chǎn)、生活中，視覺系統(tǒng)作為智能機(jī)器人系統(tǒng)中一個重要的子系統(tǒng)，也將越來越受到人們的重視。

業(yè)內(nèi)分析，隨著機(jī)器視覺的發(fā)展，未來新行業(yè)應(yīng)用可能出現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)方面量比較大的可能是物流行業(yè)，特別是會涉及到3D視覺。民用服務(wù)上可能更多的需要體驗(yàn)，難度在于環(huán)境的可變性大，對算法的冗余度要求較高，民用應(yīng)用將主要來源于消費(fèi)級的產(chǎn)品。