在不久之前，設計質(zhì)量控制系統(tǒng)的工程師還不得不在若干種檢驗選項中做出選擇，沒有一種完全令人滿意。這些選項包括昂貴的單用途視覺系統(tǒng)杨赤，多陣列低功能光電傳感器，以及易受疲勞和精力不集中影響的人眼檢驗奥憎。然而翔实，如今最先進的視覺傳感器正將傳統(tǒng)方法的最佳性能與史無前例的速度、精確度眉藤、尺寸及成本優(yōu)勢相結(jié)合燥纹。

　　本文將比較各類傳感選項的功能，并證明為什么視覺傳感成為工業(yè)傳感器市場中增長最快的領域杜糕。

    視覺傳感的基本原理

　　光電傳感器包含一個光傳感元件，而視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計的像素蜡瓜。圖像的清晰和細膩程度通常用分辨率來衡量悉种，以像素數(shù)量表示。Banner 工程公司提供的部分視覺傳感器能夠捕獲 130 萬像素昨浆。因此函唾，無論距離目標數(shù)米或數(shù)厘米遠，傳感器都能“看到”十分細膩的目標圖像魔呈。

　　在捕獲圖像之后味扼，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析委造。例如戳鹅，若視覺傳感器被設定為辨別正確地插有八顆螺栓的機器部件均驶，則傳感器知道應該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件枫虏。此外妇穴，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，無論該部件是否在 360 度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)隶债，視覺傳感器都能做出判斷腾它。

　　視覺傳感器的優(yōu)勢

　　在可用的檢驗備選方案中，即視覺系統(tǒng)死讹、光電傳感器瞒滴、人工檢驗，以及視覺傳感器赞警，視覺傳感器通常因其精確性妓忍、易用性、豐富功能及合理成本而成為最佳選擇仅颇。

　　隨著各行業(yè)競爭越來越激烈单默，利潤率逐漸變小，制造商無法承受因瑕疵產(chǎn)品造成的高廢品率瘦肥。因此入荞，為在產(chǎn)生高昂成本之前檢測出問題，制造商正將檢驗工作融入整個制造過程挟伯。

　　◆ 視覺系統(tǒng)與視覺傳感器之比較

　　復雜的視覺系統(tǒng)是一項成熟的技術(shù)捌冲，可執(zhí)行細致的自動檢驗。但是拇支，復雜性和高成本妨礙了其在許多行業(yè)中的應用麸颜，其價格通常從 5000 美元至 50000 美元以上。這些復雜的視覺系統(tǒng)需要一個或多個攝像頭唬爹、定制軟件以及一臺計算機朴魁。它們往往需要聘請外部視覺顧問來設計、集成和安裝系統(tǒng)押赋。

　　此外牙娇，鑒于此類系統(tǒng)的專用性，無法將它們輕松地改作它用仙冕。這些復雜的系統(tǒng)通常要求持續(xù)的專業(yè)支持粱快。

　　盡管對復雜視覺系統(tǒng)的需求仍然存在，但是更廉價叔扼、更容易使用的視覺傳感器的推出事哭，為一些工業(yè)應用提供了性價比更佳的解決方案。此外瓜富，由于視覺傳感器更小鳍咱、更易使用降盹，制造商會更頻繁地在檢驗和校驗應用中采用視覺解決方案。視覺傳感器在工廠自動化的品質(zhì)提高及生產(chǎn)效率改進方面功不可沒流炕。

　　◆ 光電傳感器與視覺傳感器之比較

　　與光電傳感器相比澎现，視覺傳感器賦予機器設計者更大的靈活性。以往需要多個光電傳感器的應用每辟，現(xiàn)在可以用一個視覺傳感器來檢驗多項特征剑辫。視覺傳感器能夠檢驗大得多的面積，并實現(xiàn)了更佳的目標位置和方向靈活性渠欺。這使視覺傳感器在某些原先只有依靠光電傳感器才能解決的應用中受到廣泛歡迎妹蔽。在傳統(tǒng)上，這些應用還需要昂貴的配件酥丛，以及能夠確保目標物體始終以同一位置和姿態(tài)出現(xiàn)的精確運動控制绎疟。

　　此外，由于一個基本視覺傳感器的成本僅相當于數(shù)個具有較貴配件的光電傳感器蘸暮，因此價格已不再是問題曼砾。

　　視覺傳感器為應用的切換提供了無與倫比的靈活性。例如懊据，生產(chǎn)工序的切換（從單份裝酸奶切換成冰淇淋桶）可能僅需數(shù)秒鐘跑著，并且可遙控完成。附加的檢驗條件可輕松地添加到此應用中接纽。

　　◆ 人工檢驗和視覺傳感器之比較

　　無論工廠自動化有何進步门幌，許多檢驗仍用肉眼來完成。但是阶铝，在大多數(shù)應用中熏盲，視覺傳感器的許多優(yōu)勢非手動檢驗流程所能及。視覺傳感器能夠以高得多的速度工作惊也；以低得多的成本執(zhí)行重復券雕、多次、一致的檢驗统台。

　　不斷擴展的應用范圍

　　視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機器設計師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工雕擂、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應用饺谬。視覺傳感器的工業(yè)應用包括檢驗捂刺、計量谣拣、測量募寨、定向、瑕疵檢測和分撿森缠。以下只是一些應用范例：

　　◆ 在汽車組裝廠拔鹰，檢驗由機器人涂抹到車門邊框的膠珠是否連續(xù)仪缸，是否有正確的寬度。

　　◆ 在瓶裝廠列肢，校驗瓶蓋是否正確密封恰画、裝灌液位是否正確，以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中

　　◆ 在包裝生產(chǎn)線瓷马，確保在正確的位置粘貼正確的包裝標簽

　　◆ 在藥品包裝生產(chǎn)線拴还，檢驗阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片。

　　◆ 在金屬沖壓公司裂怕，以每分鐘逾150片的速度檢驗沖壓部件症影，比人工檢驗快13倍以上。

　　結(jié)論：對于視覺傳感器而言椒缀，這是一個激動人心的時刻垦亲。曾經(jīng)需要大量專業(yè)知識的技術(shù)，現(xiàn)在變得經(jīng)濟脑播、易用常迹。采用該技術(shù)的未來產(chǎn)品開發(fā)將繼續(xù)此趨勢。現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何讓各個行業(yè)意識到視覺傳感器在所有制造領域的潛力冗级，其中包括質(zhì)量控制奖卒、測量和檢驗流程。

　　機器視覺提高質(zhì)控效率

　　對于工廠自動化和過程自動化粮森，機器視覺是實現(xiàn)真正意義的自動的基礎和一種重要的質(zhì)量控制的手段室拿。以下是歐姆龍對國內(nèi)機器視覺市場的一些看法。

　　機器視覺拢宛，顧名思義就是使用機器的自動化方法磺穷，實現(xiàn)類似人類視覺(眼睛+視覺神經(jīng)中樞+視覺神經(jīng)細胞)的功能。對于工廠自動化和過程自動化渤昌，機器視覺是實現(xiàn)真正意義的自動的基礎和一種重要的質(zhì)量控制的手段虽抄。

　　如果用最簡單的一句話概括機器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成，就是由鏡頭独柑，像機和控制器構(gòu)成的機器視覺替代人工迈窟，根據(jù)物體在一定環(huán)境下得到的畫面進行尺寸，缺陷忌栅，種類车酣，匹配，文字等各種參數(shù)的測量和判別索绪。幫助客戶提高生產(chǎn)效率湖员，減少人工這一自動化領域的不確定因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

　　對于機器視覺的整個產(chǎn)業(yè)鏈來說，目前國內(nèi)的情況有些特別娘摔。在供應商方面窄坦，因為絕大多數(shù)是國外廠家，存在一個對國內(nèi)市場凳寺，國內(nèi)文化了解的問題鸭津。大家都看到了國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，但可能這個發(fā)展的促進因素和國外的情況不同旁核，這也是他們短時間內(nèi)沒辦法完全理解的沫跨。相信目前國內(nèi)的銷售現(xiàn)狀離大多數(shù)供應商的希望還有一段距離，即使像OMRON這樣极求，進入中國市場二十多年涝猩，近些年的機器視覺都在高速增長，但目前的市場銷售額還是遠遠沒法和日本相比盖础。

　　至于用戶這一端期司，最大的問題在于對機器視覺的不了解，當然這也有國內(nèi)特殊情況的原因伶肚，就是國內(nèi)的勞動力成本和機器視覺初期投資的對比情況闭廊。或者是對于新的產(chǎn)品或解決問題的方法不了解侄含，或者是對這個新方法和傳統(tǒng)人工的對比不太清楚典义。這需要供應商多做推動。

　　對于用戶和供應商之間的橋梁——集成商褒醒，同樣也是對機器視覺缺乏了解藕各，不知道除了機械，普通傳感器以外還有一個方法就是通過畫面/圖像來做一些判斷焦除。國內(nèi)系統(tǒng)集成商也非常缺乏激况，而國內(nèi)廠家的自制設備比例太低，這也是一個短時間內(nèi)無法解決的問題膘魄。

　　機器視覺的初期投資在國內(nèi)勞動力成本較低的大背景下無疑是每一個準備購買的人需要考慮的問題乌逐，這也給機器視覺系統(tǒng)提出了更高的要求，無論是價格還是性能创葡≌闾撸基于以上的認識，業(yè)內(nèi)人士建議灿渴，在這一新產(chǎn)品的成長階段洛波，早期的市場培育，客戶培育骚露，或者說系統(tǒng)集成商的培育是非常重要的蹬挤。所以我們花了許多時間在機器視覺基礎知識的培訓上思瘟，希望第一步做到讓更多的人知道機器視覺，知道它的基本原理槽邮。

　　機器視覺的未來是非常樂觀，也是充滿信心的债竖。相信在不斷提高自己的前提下调捍，隨著國內(nèi)自動化程度的提高，整個社會對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升姨猖，制造業(yè)對生產(chǎn)效率要求的提升吃它，機器視覺這個新產(chǎn)品，新概念也會深入人心漆逐。

　　就像現(xiàn)在的自動化強國當初經(jīng)歷過的這些階段一樣驼凌，在更大的市場上也會有更大的成績。所以說OMRON相信機器視覺的未來是光明的撬替，道路也是漫長的唾姊。至于到具體的時間，可能要5年梦柬，也可能只要3年驱劳，或者更短，因為國內(nèi)的發(fā)展一旦起步磺送，速度將是驚人的驻子。

　　編后記：當前中國的食品和包裝機械的一個突出問題是新產(chǎn)品開發(fā)周期長，模仿多估灿，新的創(chuàng)意少崇呵，這不僅與設計人員的知識水平有關(guān)，也和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有關(guān)馅袁。

　　國際先進的作法是將各種機器元素以數(shù)據(jù)庫形式存入計算機域慷，再把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，由計算機自動合成三維模型汗销，接著將過去曾經(jīng)發(fā)生過的生產(chǎn)線故障輸入計算機芒粹，計算機即可演示實際工況，在用戶面前根據(jù)需要進行修改大溜。計算機合成速度快化漆，修改工作迅速方便，如果用戶的某些要求達不到钦奋，計算機也會告訴你座云，以免除以后的糾紛。這種由計算機完成的仿真技術(shù)付材，大大縮短了包裝機械（生產(chǎn)線）的設計周期离春，客戶的滿意度也大大提高鼠废。

　　當然，這種仿真技術(shù)的應用亦提醒包裝機械的制造按照部件的功能要先進行模塊化集圈，各部件有統(tǒng)一接口络蜘，各模塊之間可以自由組合。這樣可以變包裝機械的單件小批生產(chǎn)為各種模塊的批量生產(chǎn)恩奢，以降低生產(chǎn)成本与沪。即使不是生產(chǎn)線而是單個機器，模塊式組合也可以縮短設計及制造周期阎恒，降低生產(chǎn)成本陨柴。而模塊化又可以使非標準零件走向標準化，使用戶排除故障方便快捷棺厚，也就降低了用戶的運行成本苞番。

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