機器視覺系統(tǒng)的組成及應用

機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺；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。而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎技術。正是由于機器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領域。

典型的機器視覺系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運動控制部分?；赑C的視覺系統(tǒng)具體由以下幾部分組成：

1、工業(yè)相機與工業(yè)鏡頭——這部分屬于成像器件，通常的視覺系統(tǒng)都是由一套或者多套這樣的成像系統(tǒng)組成，如果有多路相機，可能由圖像卡切換來獲取圖像數(shù)據(jù)，也可能由同步控制同時獲取多相機通道的數(shù)據(jù)。根據(jù)應用的需要相機可能是輸出標準的單色視頻（RS-170/CCIR）、復合信號（Y/C）、RGB信號，也可能是非標準的逐行掃描信號、線掃描信號、高分辨率信號等。

2、光源——作為輔助成像器件，對成像質(zhì)量的好壞往往能起到至關重要的作用，各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素燈等都容易得到。

3、傳感器——通常以光纖開關、接近開關等的形式出現(xiàn)，用以判斷被測對象的位置和狀態(tài)，告知圖像傳感器進行正確的采集。

4、圖像采集卡——通常以插入卡的形式安裝在PC中，圖像采集卡的主要工作是把相機輸出的圖像輸送給電腦主機。它將來自相機的模擬或數(shù)字信號轉換成一定格式的圖像數(shù)據(jù)流，同時它可以控制相機的一些參數(shù)，比如觸發(fā)信號，曝光/積分時間，快門速度等。圖像采集卡通常有不同的硬件結構以針對不同類型的相機，同時也有不同的總線形式，比如PCI、PCI64、Compact PCI，PC104，ISA等。

5、PC平臺——電腦是一個PC式視覺系統(tǒng)的核心，在這里完成圖像數(shù)據(jù)的處理和絕大部分的控制邏輯，對于檢測類型的應用，通常都需要較高頻率的CPU，這樣可以減少處理的時間。同時，為了減少工業(yè)現(xiàn)場電磁、振動、灰塵、溫度等的干擾，必須選擇工業(yè)級的電腦。

6、視覺處理軟件——機器視覺軟件用來完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，然后通過一定的運算得出結果，這個輸出的結果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。常見的機器視覺軟件以C/C++圖像庫，ActiveX控件，圖形式編程環(huán)境等形式出現(xiàn)，可以是專用功能的（比如僅僅用于LCD檢測，BGA檢測，模板對準等），也可以是通用目的的（包括定位、測量、條碼/字符識別、斑點檢測等）。

7、控制單元（包含I/O、運動控制、電平轉化單元等）——一旦視覺軟件完成圖像分析（除非僅用于監(jiān)控），緊接著需要和外部單元進行通信以完成對生產(chǎn)過程的控制。簡單的控制可以直接利用部分圖像采集卡自帶的I/O，相對復雜的邏輯/運動控制則必須依靠附加可編程邏輯控制單元/運動控制卡來實現(xiàn)必要的動作。

機器視覺應用案例

電池產(chǎn)品視覺檢測：電池類產(chǎn)品異物、劃痕、壓痕、極耳不良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷、噴碼不良、字符模糊等外觀缺陷檢測。

PCB電路板視覺檢測：PCB電路板產(chǎn)品外形、尺寸、管腳和貼片檢測，以及焊點、方向錯誤等完整性檢測。

精密部件視覺檢測：螺絲、軸承、齒輪等精密部件的長寬高、直徑等尺寸測量，劃傷、劃痕、缺損、等表面缺陷檢測。

電子元器件視覺檢測：連接器、電容、電阻等的尺寸測量，PIN針偏移、變形、短缺等缺陷，印刷字符檢測等。

食品包裝視覺檢測：食品包裝的外觀完整性檢測、條碼識別、密封性檢測；飲料分揀與色選、液體檢測，生產(chǎn)日期、保質(zhì)期字符識別；灌裝線上空瓶破損、潔凈檢測等。

醫(yī)藥包裝視覺檢測：醫(yī)藥塑料瓶、玻璃瓶的長度、高度、直徑等尺寸測量，破損、黑點等缺陷檢測。

紡織服裝輔料視覺檢測：紡織服裝輔料（如金屬紐扣、塑料紐扣等）的尺寸測量、外觀缺陷檢測及標簽字符檢測等。
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