機器視覺作為一個類別正在迅速發(fā)展。預(yù)計在未來六年中3D機器視覺市場的規(guī)模將增加一倍，而如今，該技術(shù)已成為大多數(shù)現(xiàn)代自動化解決方案的重要組成部分。

在制造環(huán)境中，有許多因素導(dǎo)致該技術(shù)的日益普及。首先，隨著制造商繼續(xù)努力解決勞動力短缺問題，總體上對自動化解決方案的需求已經(jīng)增加。其次，成本已大大降低。當(dāng)照相機、傳感器、機器人技術(shù)和處理能力不昂貴時，它們可以應(yīng)用于更多解決方案。

技術(shù)性能也在不斷提高，使機器視覺系統(tǒng)能夠在不到一秒鐘的時間內(nèi)處理大量信息。最后，先進的人工智能和機器學(xué)習(xí)算法使從機器視覺收集的數(shù)據(jù)變得更加有價值，制造商正在意識到這些見解的力量。

但是，機器視覺到底是什么？如何將其整合到自動化解決方案中以產(chǎn)生更好的結(jié)果？

給機器人眼睛和大腦

視覺系統(tǒng)通常包括一系列不同的部分，包括照相機、鏡頭、光源、機器人組件、處理計算機和專用軟件。

攝像頭當(dāng)然是該系統(tǒng)中的“眼睛”，用于機器視覺的攝像頭類型很多，每個攝像頭可以分配給不同的應(yīng)用需求。在自動化解決方案中配置攝像機的方式也有所不同。

靜態(tài)攝像機放置在固定的位置，可以在必須執(zhí)行速度的情況下使用。還有一些動態(tài)相機，它們位于機器人手臂的末端并且更接近過程，從而提供了更高的精度。

計算能力也是視覺系統(tǒng)的重要方面-本質(zhì)上是幫助眼睛進行工作的“大腦”。利用機器學(xué)習(xí)算法的機器視覺所需的計算資源將不同于傳統(tǒng)機器視覺應(yīng)用所需的計算資源。許多公司提供用于實現(xiàn)視覺功能的軟件庫。

一些功能是為應(yīng)用程序用戶設(shè)計的。其他則供軟件程序員使用。無論如何，它是提供機器視覺高級功能的軟件，這些功能對制造商具有巨大的影響，具有控制任務(wù)的程序以及從生產(chǎn)線中反饋有價值的見解的能力。

機器視覺應(yīng)用

用視覺引導(dǎo)的解決方案代替基本的人類能力的想法日益流行，因為流水線的視覺可以用于越來越多的應(yīng)用和過程中。

典型的“盒裝電子產(chǎn)品”組裝過程提供了一個示例。這是一個涵蓋多種形狀和大小的產(chǎn)品類別，涉及許多行業(yè)（包括但不限于醫(yī)療設(shè)備、電動工具和家用電器）。這些硬件組件的組裝過程包括將電子設(shè)備（例如電路板）放入外殼或盒子中。

盒裝電子設(shè)備中涉及的許多組裝步驟都可以從機器視覺的使用中受益，這是因為所需的精度。

檢查。當(dāng)所有頂蓋和底蓋組件進入裝配線時，可以使用機器視覺檢查它們，以查找金屬裂紋等缺陷，如果這些組件的狀況不佳，則可能導(dǎo)致組裝后的單元出現(xiàn)質(zhì)量問題。借助機器視覺，可以快速檢測到裂紋，如果裂紋大于指定大小，則會自動剔除該組件。除了裂縫外，還可以檢查顏色變化。彩色相機可以識別變色損壞并拒絕出現(xiàn)故障的部件。

產(chǎn)品跟蹤。汽車和醫(yī)療保健行業(yè)需要在整個制造過程中使用產(chǎn)品跟蹤。因此，通常，在組裝過程中電路板的首要視覺任務(wù)是讀取產(chǎn)品標(biāo)簽，序列號或條形碼。產(chǎn)品標(biāo)簽標(biāo)識了特定的單元，因此可以在整個組裝過程中對其進行跟蹤。

標(biāo)簽位置可以預(yù)先定義，視覺系統(tǒng)用于讀取標(biāo)簽并將其發(fā)現(xiàn)結(jié)果傳達給其他工廠系統(tǒng)。在生產(chǎn)線中普遍使用標(biāo)簽是機器視覺的另一個要求，這是機器視覺的另一個完美用例，它可以檢測表面上的任何障礙物并確保完美放置。

安裝。向電路板上添加組件可能需要視覺功能，以進行質(zhì)量控制和定位。例如，對于需要添加到電路板上的壓敏電阻，機器視覺將首先檢查壓敏電阻，以驗證兩條支腳均是直的且沒有損壞。Vision還可以檢查壓敏電阻的標(biāo)識，以確認它是正確的零件，以及壓敏電阻的方向，以便在電路板上正確組裝。

最后，視覺功能可以識別電路板上壓敏電阻將被安裝并焊接到位的正確位置。在焊接過程中，視覺用于監(jiān)視條件，例如潤濕區(qū)域、引線長度、焊球、接觸角和焊料填充量。

機器視覺還有助于要求一致性和精度的類似過程，例如導(dǎo)熱膏的點膠和金屬屏蔽層的插入。分配密封劑是另一個例子。視覺系統(tǒng)可以參考預(yù)期的路徑并將其與實現(xiàn)的結(jié)果進行比較。

最終組裝。諸如螺絲擰緊之類的緊固方法也經(jīng)常用于組裝產(chǎn)品。該過程可以與視覺系統(tǒng)更加一致。機器視覺可用于識別螺孔，并使用螺絲刀將機器人準(zhǔn)確地導(dǎo)航到指定位置。完成后，視覺系統(tǒng)可以驗證螺釘是否已正確固定。如果螺釘不止一個，則可以使用視覺系統(tǒng)導(dǎo)航到其他孔，并根據(jù)需要執(zhí)行多次擰緊過程。

機器視覺還可用于零件進給，指導(dǎo)詳細的零件組裝，零件分類和閉環(huán)活動，例如使用力反饋控制插入DIMM卡。

機器視覺的投資回報率

為了實現(xiàn)下一代自動化并充分利用該技術(shù)的優(yōu)勢，裝配線上的機器視覺不僅“必備”，而且至關(guān)重要。這項技術(shù)實現(xiàn)了檢查，機器人導(dǎo)航和質(zhì)量控制的多種功能，并且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，機器視覺的用例也在不斷擴大范圍和復(fù)雜性。

對于自動化生產(chǎn)線的視覺解決方案可以提高生產(chǎn)能力，生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)量，這對于制造商而言具有巨大的潛力。隨著機器視覺所涉及的硬件和算法的不斷改進，投資于這些解決方案的制造商的投資回報率也在不斷提高。