機器視覺技術在工業中的應用正在持續升溫。例如在電子制造行業的SMT(電路板表面貼裝)加工中,AOI、SPI視覺檢測已經取代人工目檢成為標配。傳統AOI/SPI檢測以2D視覺為主,隨著行業技術進步,3D AOI/SPI技術已成為視覺檢測的重要組成部分。3D視覺的應用并不僅限于質量檢測,在機器人導航、零件三維量測等領域均有落地場景。例如3D視覺中的雙目立體視覺技術,其與機械手配合,能夠對無序堆疊的散裝零件進行準確識別及抓取。
機器視覺在工業的常見應用可以歸納為四大類:檢測、測量、識別與定位。其中,檢測是機器視覺在工業最主要的應用,接下來依次是識別、定位、和測量功能。
01、檢測
檢測是機器視覺最常用的功能,主要為通過機器視覺技術對目標物體進行缺陷檢測,如檢測零件表面存在的裂紋、劃痕、污染物、變色和其他不規則等缺陷。相比人工目檢,機器視覺能夠達到更高的精度和效率。例如對于鏡片、玻璃蓋板、燈罩等透明材質產品,其缺陷最小可達微米級。借助機器視覺,采用不同的照明方式(如背光照明、明場照明、暗場照明、漫反射照明等),配合不同的光源(如偏振結構光、激光、紫外光等),可以實現透明物體表面μm級缺陷的快速檢測。
02、測量
測量主要用于檢查零部件的尺寸精度和幾何公差。機器視覺系統通常以單個像素為最小單位,并與常用度量衡單位進行比例標定,通過計算兩個或多個點之間的距離以及對象目標特征的位置,以確定測量值是否符合規格。測量通常與缺陷檢測結合使用,用于測量零件中檢測到的不規則性,如在電力電子行業,線圈端頭的形狀規則與否會影響電路連接的良好程度。
03、識別
在工業應用場景中,識別主要指能甄別目標物體的物理特征,包括外形、顏色、字符、條碼等,這些標識通常包含產品名稱、制造商、日期代碼、批號和有效期等,有助于提升零件的可追溯性,方便進行庫存控制和產品驗證。物流標簽讀取和字符識別是比較常見的應用場景,顏色識別也越來越多的應用到機器視覺。在電氣行業,對于電線電纜顏色有一定要求,錯誤的線纜顏色會影響后期的故障判斷與維護,因此借助機器視覺實現顏色識別非常重要。
04、定位
定位是在識別出物體的基礎上,經過精確測量給出目標物體的坐標信息。定位功能主要應用于生產的路徑引導,是工業機器人的重要輔助功能,典型的應用包括零件的無序抓取、AGV避障等,其他常見的定位應用還包括玻璃基板的定位、檢查條形碼和標簽對齊、檢查PCB中的IC放置以及排列包裝托盤中的零件等。相比人工對齊和定位,機器視覺定位系統具有更高的精度和速度。
當然,機器視覺的在工業的應用并不僅是上述四類,還有很多其他功能,諸如在增強現實中的應用,以幫助實現工業維護或培訓員工;在安全監控中的應用,以檢測工業場所的危險區域和操作,并及時報警以避免事故等等。未來隨著視覺技術的不斷成熟,其必將在工業領域實現更具廣度和深度的應用。
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