視覺檢測是指通過機器圖像采集數據,數據被攝取目标轉換成數字信号,傳送給圖像處理,圖像處理通過對數字信号進行各種運算來抽取目标的特征,進而根據判别的結果來控制現場的設備動作。簡而言之,視覺檢測就是指利用機器來替代人眼進行各種測量和判斷。視覺檢測設備廣泛用于印刷、化工、食品、醫藥等行業,它在檢測産品缺陷和防止缺陷産品進入市場等方面具有重要價值。
機器視覺系統的構成
機器視覺是一種複雜的系統。由于大多數檢測對象都是運動物體,因此在進行系統設置時必須充分考慮所有變量,并根據系統各部分的響應時間和處理速度,選擇合适的容差,才能确保系統在動态生産環境中穩定可靠的運行。
一個完整的機器視覺系統包括:光學鏡頭、攝像機、圖像處理卡、輸入及顯示設備、通訊單元及視覺檢測軟件等部分。
機器視覺系統工作過程
當傳感器探測到被檢測物體接近攝像機的視野中心時,向圖像采集單元發送觸發脈沖;
圖像采集單元根據設定的程序和延時,分别向攝像機等設備發送啓動脈沖;
攝像機在接收到啓動脈沖之後,打開曝光機構,根據預設的時間進行曝光,照明設備接收到啓動脈沖後打開燈光照明(燈光的開啓時間應與攝像機曝光時間匹配),曝光完成後,攝像機正式開始一幀圖像的掃描和輸出;
圖像處理單元将接收到的模拟信号通過轉換數字化,或直接接收攝像機數字化後的數據信号,并儲存在處理器或内存中;
處理器對數字信号進行處理、分析和識别,獲得檢測結果;
檢測結果控制流水線進行不合格産品剔除等動作;
根據系統記錄的各項數據,獲取實時檢測情況。
機器視覺的優勢
檢測效率:人工檢測受制于人體生理構造在某些方面的天生不足,檢測效率處于較低水平,且容易受各種因素影響,極難提升檢測速度;機器視覺通過不斷優化和改進,檢測效率可達到人工檢測的數十倍,而針對運動物體等檢測對象,更是優勢明顯。
檢測标準:人工檢測容易受個人主觀性差異、視覺疲勞、情緒變化、工作環境和身體狀況等因素影響,檢測标準會起伏波動,檢測質量無法保證;機器視覺可檢測人眼難以分辨的精度,且不受主觀性控制,多台相同設備在相同的參數設置下,均能保持相同的檢測标準。
檢測時長:機器視覺可以24小時不間斷檢測,隻需要定期維護保養即可;而人工檢測最多每隔幾小時就要休息或換人,且不同的檢測人員檢測速度不一緻,生産進度無法保障。
檢測環境:機器視覺可以在一些對人體有害的惡劣環境下進行檢測,且無需接觸别檢測物品,不會對被檢測物品造成任何損害;而人工檢測對工作環境有較高要求,且有時需要接觸性檢測,容易損壞檢測物品。
檢測成本:機器視覺前期投入較多,但屬于一次性投入,可長期産出;人工檢測則需要長期投入,用人成本和管理成本都呈不斷上升的趨勢。
檢測内容:機器視覺可以一次性完成輪廓、尺寸、外觀缺陷、産品高度等多方位檢測;而人工檢測在面對不同的檢測内容時,隻能通過多工位合作協調完成,由于不同人員檢測标準不一,極容易出現誤檢的情況。
數據統計:機器視覺會記錄和導出各種檢測數據,便于統計和分析;而人工檢測隻能手動記錄和整理檢測數據,不但耗時耗力,還極易出錯。
總體來說,機器視覺對比人工檢測具有檢測效率高、檢測結果客觀、成本低、環境适應能力強,檢測數據便于分析統計等特點。特别是在工業生産領域,機器視覺所強調的檢測精度、速度和可靠性,對實現自動化生産來說有着不可或缺的重要意義。
視覺檢測作爲全球自動化的“慧眼”,很大程度上影響着制造業的進步,在當前以高端制造爲核心的工業4.0時代背景下,工業自動化産業市場呈現不斷增長的勢頭,充當工廠“火眼金睛”角色的視覺檢測市場前景将更加廣闊。