在日常生活中,人的信息获取主要依靠于眼睛的视觉、耳朵的听觉、鼻子的嗅觉等,在这些渠道之中,视觉所获取到的信息占了将近80%,由此可见一双眼睛对于获取信息的重要性。得益于当下人工智能技术的发展,机器视觉技术的应用也越发广泛,在工业制造领域,视觉检测设备有着“工业慧眼”之称,可见其在现代工业领域中的重要性。
机器视觉能让机器能够像人类一样看到和理解视觉信息,并根据这些信息采取相应的行动或提供有用的反馈。
一、机器视觉的工作原理
(1)图像采集:使用工业相机或其他图像传感器,将被检测物体的图像转换成电信号,并传送到图像处理系统。
(2)图像预处理:对采集到的图像进行一些基本的处理,如去噪、增强、滤波、灰度变换、二值化等,以提高图像的质量和可分析性。
(3)特征提取:根据检测的目的和要求,从图像中提取出有意义的特征,如边缘、角点、轮廓、区域、纹理、颜色等,以便于后续的分析和判断。
(4)特征分析:对提取出的特征进行各种运算和分析,如测量、匹配、分类、识别等,以得到目标的属性和状态。
(5)结果输出:根据特征分析的结果,输出相应的信息或控制信号,如显示、存储、报警、控制等,以实现对目标的监测和控制。
二、视觉检测设备的应用
视觉检测设备在工业领域中有着广泛的应用,在提高产品质量、降低成本、增强竞争力等方面发挥了重要作用。
(1)电子行业:视觉检测设备在电子行业中主要用于对电子元件、电路板、芯片等的检测,如形状、尺寸、位置、方向、缺陷、焊点等。视觉检测设备可以实现高速、高精度、高稳定性的检测,提高了电子产品的性能和可靠性,降低了人工成本和废品率,满足了电子行业的高标准和高要求。视觉检测设备的典型应用有电子元件的自动检测、电路板的自动检测、芯片的自动检测等。
(2)汽车行业:视觉检测设备可以精确地测量零件尺寸、形状和表面缺陷,包括裂纹、划痕或凹陷等细微瑕疵。这种自动化的检测方式大大提高了检测速度和准确性,确保了进入装配线的每个部件都满足严格的质量标准。在汽车总装过程中,视觉检测设备可以检查组件是否正确安装,比如确认螺栓是否紧固到位、挡风玻璃是否贴合良好、以及各种电子元件的位置是否准确。每辆汽车及其各个部分都有独特的标识符,视觉检测设备能够快速读取这些信息,用于追踪零部件的历史记录、批次信息和保修数据,从而实现整个供应链的可追溯性。
(3)食品行业:在生产线上安装高速摄像头,可以实时监测产品中是否存在异物,如金属碎片、塑料颗粒、昆虫等。这有助于避免消费者接触到有害物质,同时也保护了制造商的品牌声誉。视觉检测设备可以帮助评估食品的外观品质,比如颜色、形状、大小和纹理等。自动化的视觉系统可以快速准确地读取食品包装上的条形码、二维码和其他标签信息,以便于跟踪和追溯产品的来源和流向。
(4)制药行业:在药品包装阶段,视觉检测设备能够精确地检查药瓶的标签是否正确贴合,印刷信息是否清晰,以及封口是否完好无损。这可以避免因标签错贴或模糊不清导致的产品召回,也有利于保护消费者免受假冒伪劣产品的侵害。在药物生产线上,视觉检测系统可以实时监控关键工艺参数,以确保产品的一致性和合规性。例如,在片剂制造过程中,通过视觉检测可以自动剔除不合格的片剂,从而保证最终产品的质量和安全性。此外,视觉检测设备还能用于对原料进行质量控制,快速准确地识别出不符合标准的物料,防止其进入生产线,从而降低废品率并提高生产效率。
近些年智能工厂的概念逐渐火热,传统工厂向智能工厂的转变也在加速进行,视觉检测设备作为智能工厂建设的核心组成部分之一,在未来也将进一步受到重视、得到发展。人机协同的时代悄然开启,正如一个观点所称:让机器看到世界只是游戏的开始,让机器和人类以相同的视觉相互凝视才是终点。未来的智能工厂,或者智能工业,令人期待。