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工业视觉系统是用于自动检验、工件加工和装配自动化以及生产过程的控制和监视的图像识别机器。

用于自动检验、工件加工和装配自动化以及生产过程的控制和监视的图像识别机器。工业视觉系统的图像识别过程是按任务需要从原始图像数据中提取有关信息、高度概括地描述图像内容,以便对图像的某些内容加以解释和判断。工业视觉系统可看作是针对任务作了简化的初级机器视觉系统。几乎所有的工业生产领域都需要应用机器视觉代替人的视觉,特别是那些对速度、精度或可靠性要求高的视觉任务更需要采用工业视觉系统。用工业视觉系统实现的自动检验可以衔接计算机辅助设计和计算机辅助制造,是实现计算机集成设计和制造中心(CIDMAC)的必要手段。而CIDMAC能显著提高小批量加工生产的效率和产品质量。

应用 

工业视觉系统可用于种类繁多的任务。按用途可列举如下例子:用于CIDMAC中的目标定位、定向和识别;缺陷检查(如金属元件的裂痕);分拣(如从果壳中挑果仁);分级(如计算肉的肥瘦率);测定瓶或罐内的液面;在线测量食品、布料或机加工件的尺寸;检验组装的正确性;检验食物、化妆品、药品的污染;检测化学物质的泄漏;仪表校准;工具磨损检测以及产品包装检验等。工业视觉系统按被测景物的特点和复杂性以及所处理的特定任务又大致可分为自动检验、部件加工和装配、生产过程控制三类。

自动检验  

自动检验是工业视觉系统最重要的应用领域。它的优点是可提供快速无接触测量,对部件的检验率几乎可达100%,而且视觉检验机器装入现有生产系统比机器人视觉系统方便。在很多工业生产领域中,自动检验是实现生产自动化的必要条件。在自动输送部件的系统中,甚至像螺钉这样简单的零件也必须100%地加以检验,否则会降低机器的效率,甚至引起严重事故。自动检验的任务主要包括完备性检验、形状检验和表面检验:

① 完备性检验 对部件上的零件是否完备、缺失进行检验。部件上丢失零件可能导致严重后果。例如,如果丢失发动机阀门弹簧的帽卡,则有可能使发动机毁坏。

② 形状检验 这方面的例子有检验螺杆或螺钉这样的简单部件、检验小圆片的圆度、检验包装上或瓶子上的标签的尺寸、形状和位置等。形状检验的一个最重要的应用是检验印刷电路板,包括检测板上的导线破裂、短路、突出物以及相邻两线的距离等。

③ 表面检验 这是质量控制的一个重要步骤。例如,检验钢板、轴承部件、搪瓷或玻璃的表面。通常必须检验一批序贯通过的不同形状的表面,并能对缺陷损伤加以区分。

部件加工和装配  

这类应用的主要视觉任务是确定部件的位置和方向。部件通常装在容器中运输或存储,在此过程中原始位置被打乱。包括从托板对部件位置的微小干扰到把部件装箱这样的过程都会使原始位置混乱。对此尚无通用解决办法。针对机器人随机抓取传送带上的定向部件已研制了数种视觉系统。但这类应用场合在生产过程中不具普遍性。在芯片焊接过程中需用视觉系统导引焊接位置,并辅助振动传送带对元件的机械分类。在用机器人安装摩托车轮时也需用视觉系统确定轮毂的位置和方向。大多数装配任务需要用视觉和触觉配合才行,例如把针插入洞中这样的任务还可用特制的机械系统配合完成。

生产过程控制  

工业视觉系统在生产过程控制中的最重要的应用领域是焊接控制。在自动焊接过程中,由于存在焊件连接准备工作的差异以及焊接期间发生的不准确定位和热畸变,因此常常需要采用视觉系统跟踪焊缝。在弧焊中,强光和焊花四溅给图像分析带来困难。为此研制了特殊的快门,仅在过程的短路期间打开。在浸入弧焊中,焊接过程对视觉系统的干扰不大。工业视觉系统还用于读出部件的特征或贴于其上的条码以协助生产过程中部件的分配。

 

行业应用

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