自動(dòng)化質(zhì)量檢驗(yàn)中的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)

　　為了保證完整的質(zhì)量控制，一般需要經(jīng)過(guò)檢查，但是隨著生產(chǎn)量的不斷增加，如在裝配線上采用全人工的檢驗(yàn)方式，不僅工作繁重，而且還相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間。在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線上，不能接受這樣的檢驗(yàn)方式，更重要的是，它沒(méi)有為生產(chǎn)本身增加任何的價(jià)值。

　　檢驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化是解決這一問(wèn)題的方法之一。它綜合了傳感器、相機(jī)、軟件和硬件，保證機(jī)器能夠清楚“看到”生產(chǎn)過(guò)程。因而，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)被用于檢驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，并能保證與生產(chǎn)線的進(jìn)度一致。通常用于生產(chǎn)線的末端，保證合格產(chǎn)品的通過(guò)。

　　技術(shù)的提高提高也帶動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)也不斷發(fā)展，包括工序間檢驗(yàn)(in-process)的視覺(jué)，如空間度量(dimensional gauging)，表面檢驗(yàn)和組件確認(rèn)，且不妨礙生產(chǎn)狀態(tài)。

　　一個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由以下部分組成：

　　 光學(xué)傳感器;

　　 相機(jī);

　　 視頻幀捕捉器(Frame grabbers);

　　 光源系統(tǒng);

　　 視覺(jué)軟件;

　　 網(wǎng)絡(luò)連接

　　光學(xué)傳感器檢測(cè)當(dāng)前的可移動(dòng)部件的調(diào)整。它能觸發(fā)相機(jī)，當(dāng)它通過(guò)光源系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行拍照。光源系統(tǒng)，如背光和閃光，能加強(qiáng)性能，降低噪音。

　　視頻幀捕捉器是一張電腦卡，能分析被相機(jī)捕捉的圖像，并通過(guò)視覺(jué)軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理。視覺(jué)軟件確認(rèn)這一部分，根據(jù)部件的接收或拒絕信息提供反饋。

　　科技的進(jìn)步加速了視覺(jué)系統(tǒng)的處理能力，現(xiàn)在視覺(jué)系統(tǒng)能在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，處理更為復(fù)雜的質(zhì)量檢驗(yàn)任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)十分緊湊，具有高速處理速度，能實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)，如部件定位、臨界空間度量，和光學(xué)特性識(shí)別/確認(rèn)，并且都能在合理的成本內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

　　智能相機(jī)或視覺(jué)傳感器都包含在視覺(jué)系統(tǒng)中，其發(fā)展在機(jī)器視覺(jué)技術(shù)中是一個(gè)巨大的進(jìn)步。這些低成本的視覺(jué)系統(tǒng)，在一個(gè)數(shù)字相機(jī)的外殼中包含了視覺(jué)處理器和光源系統(tǒng)，因而其結(jié)構(gòu)緊湊，而且所占的系統(tǒng)內(nèi)存空間也小。

　　Cognex Corporation的In–Sight視覺(jué)傳感器產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Mark Sippel認(rèn)為，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的技術(shù)先進(jìn)性和低成本，使Cognex能提供功能強(qiáng)大的視覺(jué)傳感器產(chǎn)品。這些DSP也有更多的內(nèi)存容量，因而增加了更多的功能。它們能感知部件，處理圖像，提供實(shí)時(shí)反饋。智能相機(jī)能排列在生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)線狀質(zhì)量檢驗(yàn)，不會(huì)影響生產(chǎn)。

　　應(yīng)用范圍

　　機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可在以下的檢驗(yàn)環(huán)境中應(yīng)用：

　　 防錯(cuò)(Error-proofing);

　　 空間度量(Dimensional metrology);

　　 圖形匹配(Pattern matching);

　　 表面檢驗(yàn)(Surface inspection).

　　防錯(cuò)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，是最廣泛的應(yīng)用。檢查調(diào)速輪上的檢查標(biāo)志的出現(xiàn)與否，或者在飲料罐頭外的易識(shí)讀的數(shù)據(jù)和條碼信息標(biāo)簽，或確保所有的發(fā)泡包裝的標(biāo)簽都出現(xiàn)，最常見(jiàn)的檢查任務(wù)一般是保證合格產(chǎn)品被運(yùn)裝。視覺(jué)系統(tǒng)能在高速中實(shí)現(xiàn)檢查，保證通過(guò)質(zhì)檢的產(chǎn)品交付給用戶。

　　空間度量的精確度在大多工業(yè)場(chǎng)合都是相當(dāng)重要的。各元件都得在三個(gè)維度空間上實(shí)現(xiàn)性能的可靠性。測(cè)量系統(tǒng)是針對(duì)各種不同的產(chǎn)品和元件，在一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)維度中實(shí)現(xiàn)精確的非接觸測(cè)量方式。這些系統(tǒng)提供高速多點(diǎn)維度測(cè)量，精度可達(dá)到次微米級(jí)。能用于在線或離線生產(chǎn)狀態(tài)，并根據(jù)測(cè)量用戶定義的維度、點(diǎn)或特點(diǎn)。

　　機(jī)械視覺(jué)系統(tǒng)，也可為特定應(yīng)用尋找特定的恰當(dāng)?shù)姆绞健Ｆ渲校粋€(gè)主要的應(yīng)用是印刷電路板(PCB)。視覺(jué)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的模板，而且模式匹配，并采用模式匹配軟件。這些系統(tǒng)能保證應(yīng)用中的各個(gè)部件完全正確的定位。而且，他們也能確認(rèn)顏色的檢查。

　　表面檢查是機(jī)器視覺(jué)另外一個(gè)非常重要的方面。表面的不規(guī)則，如刮痕、邊飾、污點(diǎn)和針孔等，對(duì)最終的產(chǎn)品和元件來(lái)說(shuō)，這些瑕疵將縮短產(chǎn)品生命周期，降低性能。這些系統(tǒng)通常放置在生產(chǎn)過(guò)程中的重要階段，保證無(wú)瑕疵產(chǎn)品交付給用戶。