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淺析機器視覺測試係統市場現狀

早在20世紀80年代,美國國家標準局就曾預計未來90%的檢測任務將由視覺測試係統來完成,機器視覺測試技術在國外得到了快速發展. 僅在80年代,美國就有100多家公司躋身於視覺測試係統的經營市場,可見視覺測試係統確實很有發展前途。

在近幾屆北京國際機床展覽會上已經見到國外企業展出的應用視覺檢測技術研製的先進儀器,如流動式光學三坐標測量機、高速高精度數字化掃描係統、非接觸式光學三坐標測量機等。他們可以廣泛應用於在線測量、逆向工程等主動、實時測量過程。

現代工業自動化生產中涉及到各種各樣的檢驗、生產監視和零件識別應用,如汽車零配件批量加工的尺寸檢查和自動裝配的完整性檢查、電子裝配線的元件自動定位、IC上的字符識別等。通常這種帶有高度重複性和智能性的工作是由肉眼來完成的,但在某些特殊情況下,如對微小尺寸的精確快速測量、形狀匹配以及顏色辨識等,依靠肉眼根本無法連續穩定地進行,其它物理量傳感器也難以勝任。人們開始考慮用CCD照相機抓取圖像後送入計算機或專用的圖像處理模塊,通過數字化處理,根據像素分布和亮度、顏色等信息來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。這種方法是把計算機處理的快速性、可重複性與肉眼視覺的高度智能化和抽象能力相結合,由此產生了機器視覺測試技術的概念。

視覺測試技術是建立在計算機視覺研究基礎上的一門新興測試技術。與計算機視覺研究的視覺模式識別、視覺理解等內容不同,視覺測試技術重點研究的是物體的幾何尺寸及物體的位置測量,如轎車白車身三維尺寸的測量、模具等三維麵形的快速測量、大型工件同軸度測量以及共麵性測量等。

機器視覺係統強調的是精度、速度以及工業現場環境下的可靠性。機器視覺特別適用於大批量生產過程中的質量檢查,如:零件裝配完整性、裝配尺寸精度、零件加工精度、位置/角度測量、零件識別、特性/字符識別等,主要應用於包括汽車、製藥、電子與電氣、製造、包裝、食品、飲料、醫學等領域,用於對汽車儀表盤加工精度的檢查、高速貼片機上對電子元件的快速定位、對管腳數目的檢查、IC表麵印字符的辨識、膠囊生產中對膠囊壁厚和外觀缺陷的檢查、軸承生產中對滾珠數量和破損情況的檢查、食品包裝上對生產日期的辨識、對標簽貼放位置的檢查以及醫療方麵對細胞數量和性質的判斷等。在現代自動化生產過程中,機器視覺係統還廣泛地用於工況監視、成品檢驗和質量控製等領域。

從視覺係統的運行環境分類,可分為PC—BASED係統和PLC—BASED係統。目前世界一流的PC—Based視覺係統生產廠商美國Data Translation公司,其MACH 係列(如DT3155)和MV係列PC I工業視覺卡已經成為業界標準;配套軟件方麵,32位SDK for Windows95/98/NT提供C/C++編程用DLL,DT Active Open Layer可視化控件提供VB和VC++下的圖形化編程環境,而DT Vision Foundry則是Windows下麵向對象的機器視覺組態軟件,用戶可用它快速開發複雜高級的應用。類似的還有美國NI公司,該公司將機器視覺和運動控製功能與其被廣泛應用的Labview虛擬儀器軟件相結合,效果顯著。

而日本和德國公司在PLC—Based係統方麵走在前列,日本鬆下公司的Image Checker M100/M200係統可說是這方麵的代表。該係統利用高速專用ASIC進行256級灰度檢測,帶邏輯條件和數學運算功能。係統軟件固化在圖像處理器中,通過類似於遊戲鍵盤的簡單裝置對顯示在監視器中的菜單進行配置,開發周期短,係統可靠性高,其新一代產品A110/A210體現了集成化、小型化、高速化和低成本的特點。歐姆龍、Keyence等公司也有類似的係統,但在技術性能上相對簡單,更適用於進行有無判別或形狀匹配等。

德國Siemens公司的智能化PROFIBUS工業視覺係統SIMATICVS 710提供了一體化的、分布式的高檔圖像處理方案,它將處理器、CCD、I/O集成在一個機箱內,提供PROFIBUS的聯網方式或集成的I/O和RS232接口,更重要的是通過PCWINDOWS下的Pro Vision軟件進行組態。VS 710第一次將PC的靈活性、PLC的可靠性、分布式網絡技術和一體化設計結合在一起,使得西門子在PC和PLC體係之間找到了完美的平衡。

國際上視覺係統的應用方興未艾,僅1998年的市場規模已達46億美元,而在國內,工業視覺係統尚處於概念導人期,各行業的領先企業在解決了生產自動化的問題以後,才開始將目光轉向視覺測量自動化。機器視覺產品服務商朗銳智科(www.lrist.com)相信在當今電子、光學和計算機等技術不斷成熟和完善的基礎上,國內視覺技術這個新興技術門類將會得到迅速發展。

最後更新:2017-08-31 14:32:24

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