機器視覺帶你看清智慧工業(yè)

智慧工業(yè)離不開智能制造，智能制造離不開機器視覺。機器視覺是近年來發(fā)展迅速的一項新技術(shù)，利用光機電一體化的手段使機器具有視覺的功能。機器視覺為工業(yè)自動化打開了“新窗口”。智能制造時代，機器視覺發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

機器視覺讓機器看懂世界

顧名思義，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺的應(yīng)用主要表現(xiàn)在四個方面：

引導(dǎo)和定位：上下料使用機器視覺來定位，引導(dǎo)機械手臂準(zhǔn)確抓取。

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)。

高精度檢測：有些產(chǎn)品的精密度較高，達到0.01~0.02m甚至到μm級，人眼無法檢測必須使用機器完成。

識別：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。

以檢測應(yīng)用為例，簡單介紹機器視覺的工作原理。用工業(yè)相機采集被檢測器件的圖像，這是機器視覺最重要的一個環(huán)節(jié)，為了檢測出所有需要的特征，需要不斷地調(diào)整光源和相機的參數(shù)，然后利用專業(yè)的圖像處理軟件將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再對其進行運算，抽取目標(biāo)的待檢測特征，如顏色、器件表面是否有劃痕、規(guī)格大小是否合格、表面涂料是否均勻等等，然后輸出結(jié)果，反饋到機械端對器件進行分檢，將不合格器件挑選出來，即圖像獲取、信息處理和完成分揀三個過程。如圖1所示。

機器視覺技術(shù)的工作原理

機器視覺發(fā)展?jié)摿薮?/p>

機器視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢在于提高生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)線自動化程度。尤其是在一些不適合人工作業(yè)的危險工作或人眼難以滿足要求的場合；同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。業(yè)內(nèi)預(yù)計，機器視覺未來市場將會進一步打開。

機器視覺技術(shù)工業(yè)應(yīng)用

當(dāng)前國內(nèi)機器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子及半導(dǎo)體制造、汽車制造、工業(yè)檢測、藥品檢測分裝、食品包裝、印刷檢測、鐵路及公路檢測、公共安全、金融、生物醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事、化工及科研等領(lǐng)域。而工業(yè)領(lǐng)域毋庸置疑是機器視覺應(yīng)用比重最大的領(lǐng)域，其重要原因是中國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進生產(chǎn)線改造，使機器視覺產(chǎn)品在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用達到頂峰。

工業(yè)機器人定位技術(shù)

機器人的智能化程度影響著整個工業(yè)演化的進程，傳統(tǒng)的機器人大多是通過示教再現(xiàn)或者預(yù)編程來實現(xiàn)各種操作，極大地限制了機器人的應(yīng)用。具有聽覺、機器視覺及多種傳感器的機器人運動控制技術(shù)，是柔性自動化制造技術(shù)中的典范，利用機器人的視覺控制，不需要預(yù)先對工業(yè)機器人的運動軌跡進行示教或離線編程，可節(jié)約大量的編程時間，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

讓機器人像人一樣，有自我意識：走到什么地方，去抓取什么工件，用多大力度去抓，把工件放置在什么位置進行裝配，不是由人類設(shè)定程序控制，而是機器人自己做。這個“自我控制”的過程實際上就是通過機器視覺技術(shù)讓工業(yè)機器人有了智力。

工業(yè)在線檢測系統(tǒng)

機器視覺在工業(yè)在線檢測的各個應(yīng)用領(lǐng)域十分活躍，如：印刷電路板的視覺檢查、鋼板表面的自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質(zhì)檢測、機械零件的自動識別分類和幾何尺寸測量等。

圖像識別完成數(shù)據(jù)的追溯和采集

電子標(biāo)簽是近年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它采用機器視覺的識別技術(shù)，將涉及產(chǎn)品的各種質(zhì)量信息寫入或讀出。例如，在四缸發(fā)動機的缸體生產(chǎn)線上，主軸承蓋在缸體上的裝配是一個典型示例。