高精度針孔檢測(cè)設(shè)備
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2023-01-09 10:56:31 精質(zhì)視覺
在工業(yè)領(lǐng)域的四大典型應(yīng)用中，按照技術(shù)領(lǐng)域可劃分為：檢測(cè)、測(cè)量、定位、讀碼與識(shí)別。機(jī)器視覺系統(tǒng)具有高精度、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作等特點(diǎn)，在國內(nèi)外工業(yè)領(lǐng)域均被廣泛應(yīng)用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)線自動(dòng)化程度。隨著配套基礎(chǔ)建設(shè)的完善，以及技術(shù)、資金的積累，各行各業(yè)對(duì)配置機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)化、智能化需求開始出現(xiàn)。
機(jī)器視覺技術(shù)在電子、汽車制造、機(jī)器人、新能源、激光、半導(dǎo)體、醫(yī)藥、食品、紡織、包裝等多個(gè)行業(yè)被廣泛地應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域的四大典型應(yīng)用中，按照技術(shù)領(lǐng)域可劃分為：檢測(cè)、測(cè)量、定位、讀碼與識(shí)別，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)過程監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
1.檢測(cè)——查找被測(cè)物體瑕疵或其它異常，比如元器件錯(cuò)裝、漏裝、表面缺陷檢測(cè)等;2.測(cè)量——計(jì)算物體上兩個(gè)或以上點(diǎn)或幾何位置之間的距離，并確認(rèn)這些測(cè)量值是否符合規(guī)格;3.引導(dǎo)定位——定位元件的位置、方位和關(guān)鍵特征，從而進(jìn)行引導(dǎo)組裝等;4.讀碼與識(shí)別——讀取元件、標(biāo)簽和包裝上印刷的代碼、DM碼、OCR字符。
視覺檢測(cè)
自動(dòng)化生產(chǎn)中，視覺檢測(cè)應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及各種各樣的質(zhì)量檢測(cè)。如：產(chǎn)品有無漏裝、錯(cuò)裝，表面是否有劃痕、斑點(diǎn)缺陷等。視覺檢測(cè)系統(tǒng)在一定程度上能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)柔性和自動(dòng)化程度。
檢測(cè)方法一般通過光學(xué)成像和圖像采集裝置獲得產(chǎn)品的數(shù)字化圖像，利用視覺算法處理軟件和圖像分析，獲取相關(guān)的檢測(cè)信息，形成對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的判斷決策，最后將該決策信息結(jié)果發(fā)送給控制裝置或機(jī)構(gòu)，完成下一步的剔除或分揀動(dòng)作。
常用圖像處理方法有模板匹配、圖像濾波、斑點(diǎn)分析等，獲取需要檢測(cè)位置的尺寸，形態(tài)，面積等參數(shù)進(jìn)行判斷?，F(xiàn)在也普遍使用深度學(xué)習(xí)的方式，通過對(duì)小批量的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，生成檢測(cè)模型在進(jìn)行結(jié)果判斷的方式。
檢測(cè)類項(xiàng)目的典型應(yīng)用有汽車零件漏裝檢測(cè)，鋰電池的異物、劃痕、壓痕、污染、腐蝕、字符模糊等，PCB電路板的零件漏裝、反裝、錯(cuò)裝和漏焊等，食品包裝的破損、黑點(diǎn)等外觀檢測(cè)，礦泉水瓶的液位檢測(cè)等。
測(cè)量
尺寸測(cè)量是常見的測(cè)量需求，當(dāng)人眼精度滿足不了時(shí)，就必須采用量具和儀器測(cè)量。傳統(tǒng)的尺寸測(cè)量中，典型的方式是利用游標(biāo)卡尺、千分尺等測(cè)量工具，針對(duì)工件的某個(gè)尺寸參數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值。測(cè)量速度慢，測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不及時(shí)，不適用于自動(dòng)化生產(chǎn)。
機(jī)器視覺的尺寸測(cè)量具有精度高、速度快的特點(diǎn)，由于不用接觸產(chǎn)品，有效避免了人工測(cè)量對(duì)產(chǎn)品造成的二次傷害，不但可以獲得尺寸參數(shù)，還可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果及時(shí)給出反饋信息，修正生產(chǎn)加工參數(shù)值，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，減少損失。
機(jī)器視覺測(cè)量主要應(yīng)用在品質(zhì)檢測(cè)階段。主要利用視覺測(cè)量方法，對(duì)加工后的產(chǎn)品進(jìn)行全自動(dòng)化檢測(cè)。例如測(cè)量尺寸、平面度等是否合格。尺寸測(cè)量主要通過2D的測(cè)量方式，平面度測(cè)量主要通過3D的測(cè)量方式。
2D尺寸測(cè)量主要應(yīng)用于各種平面尺寸測(cè)量，例如：半徑、寬度、長(zhǎng)度、角度、輪廓度等。平面度3D測(cè)量是指被測(cè)物體實(shí)際表面相對(duì)其理想平面的變動(dòng)量。將被測(cè)物體實(shí)際表面與理想平面進(jìn)行比較，兩者之間的最大差距即為平面度誤差值，或通過測(cè)量實(shí)際表現(xiàn)上若干點(diǎn)的相對(duì)高度差，再換算以最大高度差表示平面度誤差值。
引導(dǎo)定位
在自動(dòng)化生產(chǎn)或機(jī)械加工過程中產(chǎn)品或工件的定位十分重要。傳統(tǒng)的人工定位方法造成檢測(cè)人員用眼疲勞，判斷標(biāo)準(zhǔn)易出現(xiàn)偏差或浮動(dòng)，速度較慢且精度低。引入機(jī)器視覺定位技術(shù)后，能夠自動(dòng)判斷產(chǎn)品或工件位置，通過圖像識(shí)別到物體的特征姿態(tài)，找到被檢測(cè)的產(chǎn)品或工件具體位置后，把姿態(tài)數(shù)據(jù)傳遞給機(jī)器人，進(jìn)行下一步動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人需知道產(chǎn)品或工件被操作前的位置以及被操作后的目標(biāo)位置，進(jìn)行精確的抓取操作。
工業(yè)機(jī)器人可以通過視覺定位系統(tǒng)及時(shí)地了解工作環(huán)境的變化，從而進(jìn)行相應(yīng)的工作調(diào)整。視覺定位應(yīng)用場(chǎng)景有全自動(dòng)裝配、生產(chǎn)，如：自動(dòng)焊接、自動(dòng)包裝、自動(dòng)噴涂等。引導(dǎo)應(yīng)用一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)就是要通過手眼標(biāo)定把相機(jī)的坐標(biāo)系和機(jī)械手等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系統(tǒng)一起來。
引導(dǎo)系統(tǒng)有2D引導(dǎo)和3D引導(dǎo)，分為抓取、組裝、精定位和軌跡引導(dǎo)幾種方式。應(yīng)用場(chǎng)景有上下料，手機(jī)零件組裝，汽車零件無序抓取，引導(dǎo)精定位放置到載具，引導(dǎo)點(diǎn)膠和引導(dǎo)焊接等。
讀碼與識(shí)別
傳統(tǒng)的識(shí)別方法依賴人工手動(dòng)控制操作，受限于條碼印刷、材質(zhì)等因素，識(shí)別速度較慢，識(shí)別準(zhǔn)確率難以保證。機(jī)器視覺對(duì)圖像進(jìn)行采集、處理、分析，可以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象。通常包括目標(biāo)識(shí)別，顏色識(shí)別，讀碼和OCR字符識(shí)別。典型的應(yīng)用場(chǎng)景有物品分揀、顏色分揀、一維碼和二維碼讀取、字符讀取等。典型的應(yīng)用為二維碼識(shí)別，大量的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在二維碼中，通過二維碼對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤、系統(tǒng)對(duì)接管理等。在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，對(duì)各種材質(zhì)表面的二維碼進(jìn)行讀取識(shí)別，提高現(xiàn)代化生產(chǎn)的效率。
Conclusion
機(jī)器視覺在人工智能以及深度學(xué)習(xí)算法的輔助之下，以機(jī)器視覺代替人眼，避免了手動(dòng)操作造成的失誤，有效地提升對(duì)制造業(yè)工作效率，智能化的檢測(cè)模式的準(zhǔn)確率遠(yuǎn)高于人工目檢，更不會(huì)受人類主觀情緒影響，能滿足較高的精度要求，從而達(dá)到為企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效的目的。
