機(jī)器視覺的四大應(yīng)用

機(jī)器視覺可說是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的靈魂之窗，從物件/條碼辨識(shí)、產(chǎn)品檢測、外觀尺寸量測到機(jī)械手臂/傳動(dòng)設(shè)備定位，都是機(jī)器視覺技術(shù)可以發(fā)揮的舞臺(tái)，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(shí)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(gè)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(shí)別等，玻璃瓶的缺陷檢測。機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)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(shí)際上，物體分揀應(yīng)用是建立在識(shí)別、檢測之后一個(gè)環(huán)節(jié)，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理，實(shí)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(dòng)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(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)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(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，易于同設(shè)計(jì)信息及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)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(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)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(dòng)化程度。另外，機(jī)器視覺系統(tǒng)便于信息集成，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)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(hào)，再采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件與軟件技術(shù)對(duì)圖像數(shù)字信號(hào)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(shí)現(xiàn)模式識(shí)別，坐標(biāo)計(jì)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(gè)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(gè)二極管的電壓脈沖，實(shí)現(xiàn)將圖像光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(jì)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(bào)警裝置等。攝像數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)對(duì)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(hào)告警，并由PLC自動(dòng)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(jì)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。