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隨著工業技術水平的不斷提升,機器視覺系統正逐漸成為工業生產中必不可少的部分,本文首先對機器視覺系統的概念給於詳細的闡述,其次對機器視覺系統的應用進行具體介紹。
Machine vision inspection system has become an essential part of production along the advancement of industrial technology. This article explains the concept of vision inspection system and introduces its general applications.

機器視覺通過採用非接觸式的光學感知設備自動接收和解析真實場景的影像,以獲取信息和(或)控制機器或工藝過程。基於人眼檢測的疲勞性,秉承提升品質、降低成本的核心理念,機器視覺在成型產品上追求的理念是產品或過程零缺陷,保證成型模具的正常運行,防止模具損壞。此外,還可降低勞動力成本,減少人工,並進行過程控制SPC,實現安防、識別、機器引導等更多功能。

功能概述

機器視覺系統通過將光學感知設備接收的信息轉化為圖像信號,然而,專用圖像處理對圖像信號的像素值、顏色值、對比度、亮度等進行分析,進而轉化為相應的數字信號值。設備根據所得到的信號值輸出一定的檢測結果,如輪廓、面積、尺寸、角度、位置等,再配合一定的機械輔助結構與控制系統,來完成特定的工作。機器視覺基本檢測功能為:有/無判斷、面積檢測、方向檢測、角度檢測、尺寸檢測、圖形匹配、條碼識別、字符識別、顏色識別等。

視覺系統可分為智能相機系統與PC式模塊化視覺系統。智能相機基於產品特徵劃分可歸成三類。1)視覺傳感器:低端智能相機,具有與智能相機同樣的功能和靈活性,只是性能指標略低。2)智能相機:此類系統靈活性與可編程性較視覺傳感器更高,有更多複雜的應用,但使用起來也更加繁複,價格較高。3)嵌入式視覺處理器:可接相機數量與類型不限於一個,拍攝範圍更廣泛,可處理更高端的場合,使用複雜程度最高。

PC式模塊化視覺系統各個部件都相對獨立,模塊化的相互連接在一起。此類系統多為按照客戶定制的客制化系統,使用場合更廣闊,且應用數量也較多,處理能力也比較高,但是界面的友好程度相對智能相機來說比較難,且體積相對比較龐大。

配置

機器視覺系統基本配置包含:相機與鏡頭,決定拾取圖像的清晰度;光源,作為輔助成像器件,對成像質量的好壞往往能起到至關重要的作用;圖像處理系統,用來完成輸入的圖像數據的處理,然後通過一定的運算得出結果;機械輔助結構,用於架設相機、光源,以及一些特定的功能(上料、定位、下料等);自動化控制系統,用於根據圖像處理系統輸出的結果而設定的控制方式系統。

在注塑行業的應用

產品檢測方面,視覺系統可先採集標準產品,而後針對需檢測的產品進行對比分析,確定是否合格,檢測過程既可在產品注塑剛完成後進行,也可以單獨檢測。對模具的檢測,現在市場上需求正在急劇擴大,注塑企業在千方百計提升效率的前提下,設備的正常運行,模具的安全使用是關鍵。基於對模具的保護,視覺系統以其獨特的非接觸式檢測方式,在不影響正常生產的前提下,確保模具的正常使用,保證設備的正常運行。

下面以市場上比較成熟的一款視覺系統的模具保護器進行簡單介紹。在注塑行業中,模具的好壞直接關係到生產的效益。在注塑機每次生產過程中,昂貴的模具都可能因為塑料殘留或滑塊錯位而有損壞的危險,一旦發生損壞,生產人員要重新拆下模具並進行修理,這樣既要花費高昂的修理費用,又影響企業的正常生產,由此,視覺龍科技開發了一款比較成熟的視覺檢測產品,稱為VDMM模具保護器(或VDMM模具監視器)。

模具保護器

VDMM模具保護器在一個完整的成型週期內對所關心的模具型腔面進行兩次拍照,即一檢和二檢。通常,一檢所選擇的時機為模開剛剛完成,頂出動作還沒有進行的時刻,這時的型腔多附有剛成型出的產品,即有品腔。這時拍照通常會檢出所成型的產品是否不良,是否有殘留在定模的產品。

二檢所選擇的時機一般為頂出回退到位(不使用機械手時)或機械手已到安全區域且頂出回退到位,在合模還沒有動作之前。這時的模具型腔內不含有成型品,即無品腔,這時拍照會檢出是否有未脫落的製品,還能幫助判斷鑲件、頂桿和滑塊的位置或狀態是否正常。

系統功能特點:近紅外(NIR)光線和攝像頭結合技術解決了工廠四周環境光線明暗產生的潛在問題;按照生產需要進行任意監測區域設定,可以應付多型腔及特殊鑲件位置的監測; 每個區域獨立調整敏感度,適合深型腔及多穴的調整,避免誤報警;強大的圖像處理軟件(幾何特徵算法,對光線不敏感),大大減少系統的誤報警;可設置存儲程序,進行多程序界面切換(換模無需調整參數);具有不良品輸出型號,可以配合機械手及注塑機翻轉閥以自動控制不良品的置放;具有監視區域放大功能,適合微型零件的生產監視及警報查看;採用工業級觸摸面板,以適應工廠的粉塵及油污等的干擾。

作為高精度、非接觸的測量系統,視覺系統涉及到視覺、光學和圖像處理,屬於高科技產業,機器視覺與運動控制、智能通信等先進技術的結合正在推動著工業自動化生產的面貌的提升。

(本文由視覺龍科技提供)
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