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機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)
日期：2025-11-07 09:49
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摘要：
1.引言
現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中涉及到各種各樣的檢驗(yàn)、生產(chǎn)監(jiān)視和零件識(shí)別應(yīng)用，如汽車零配件批量加工的尺寸檢查和自動(dòng)裝配的完整性檢查、電子裝配線的元件自動(dòng)定位、IC上的字符識(shí)別等。通常這種帶有高度重復(fù)性和智能性的工作是由肉眼來(lái)完成的，但在某些特殊情況下，如對(duì)微小尺寸的**快速測(cè)量、形狀匹配以及顏色辨識(shí)等，依靠肉眼根本無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)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(jī)抓取圖像后送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫膱D像處理模塊，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息來(lái)進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。這種方法是把計(jì)算機(jī)處理的快速性、可重復(fù)性與肉眼視覺的高度智能化和抽象能力相結(jié)合，由此產(chǎn)生了機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的概念。
視覺檢測(cè)技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興測(cè)試技術(shù)。與計(jì)算機(jī)視覺研究的視覺模式識(shí)別、視覺理解等內(nèi)容不同，視覺檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)研究的是物體的幾何尺寸及物體的位置測(cè)量，如轎車白車身三維尺寸的測(cè)量、模具等三維面形的快速測(cè)量、大型工件同軸度測(cè)量以及共面性測(cè)量等，它可以廣泛應(yīng)用于在線測(cè)量、逆向工程等主動(dòng)、實(shí)時(shí)測(cè)量過(guò)程。視覺檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局就曾預(yù)計(jì)未來(lái)90％的檢測(cè)任務(wù)將由視覺檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)完成。因此僅在80年代，美國(guó)就有100多家公司躋身于視覺檢測(cè)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)市場(chǎng)，可見視覺檢測(cè)系統(tǒng)確實(shí)很有發(fā)展前途。在近幾屆北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上已經(jīng)見到國(guó)外企業(yè)展出的應(yīng)用視覺檢測(cè)技術(shù)研制的先進(jìn)儀器，如流動(dòng)式光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)、非接觸式光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
2.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成、分類及工作原理
2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理
(1)系統(tǒng)構(gòu)成
典型的視覺系統(tǒng)一般包括光源、鏡頭、CCD照相機(jī)、圖像處理單元(或圖像采集卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊／輸入輸出單元等。
(2)工作原理
視覺系統(tǒng)的輸出并非圖像視頻信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理之后的檢測(cè)結(jié)果(如尺寸數(shù)據(jù))。通常，機(jī)器視覺檢測(cè)就是用機(jī)器代替肉眼來(lái)做測(cè)量和判斷。
首先采用CCD照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)。圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如：面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等。**，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果，如：尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等。上位機(jī)(如PC和PLC)實(shí)時(shí)獲得檢測(cè)結(jié)果后，指揮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)或I/O系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作(如定位和分類)。
2.2 系統(tǒng)分類
從視覺系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境分類，可分為PC—BASED系統(tǒng)和PLC—BASED系統(tǒng)。基于PC的系統(tǒng)利用了其開放性、高度的編程靈活性和良好的Windows界面，同時(shí)系統(tǒng)總體成本較低。PC—Based系統(tǒng)內(nèi)含高性能圖像采集卡，一般可接多個(gè)鏡頭，并提供庫(kù)函數(shù)支持。目前世界**的PC—Based視覺系統(tǒng)生產(chǎn)廠商美國(guó)Data Translation公司，其MACH 系列(如DT3155)和MV系列PC I工業(yè)視覺卡已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)；配套軟件方面，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(huán)境，而DT Vision Foundry則是Windows下面向?qū)ο蟮臋C(jī)器視覺組態(tài)軟件，用戶可用它快速開發(fā)復(fù)雜**的應(yīng)用。類似的還有美國(guó)NI公司，該公司將機(jī)器視覺和運(yùn)動(dòng)控制功能與其被廣泛應(yīng)用的Labview虛擬儀器軟件相結(jié)合，效果顯著。
與美國(guó)公司大力發(fā)展PC結(jié)構(gòu)相比，日本和德國(guó)公司在PLC—Based系統(tǒng)方面走在前列。在PLC系統(tǒng)中，視覺的作用更像一個(gè)智能化的傳感器，圖像處理單元獨(dú)立于系統(tǒng)，通過(guò)串行總線和I/O與PLC交換數(shù)據(jù)。日本松下公司的Image Checker M100/M200系統(tǒng)可說(shuō)是這方面的代表。該系統(tǒng)利用高速專用ASIC進(jìn)行256級(jí)灰度檢測(cè)，帶邏輯條件和數(shù)**算功能。系統(tǒng)軟件固化在圖像處理器中，通過(guò)類似于游戲鍵盤的簡(jiǎn)單裝置對(duì)顯示在監(jiān)視器中的菜單進(jìn)行配置，開發(fā)周期短，系統(tǒng)可*性高，其新一代產(chǎn)品A110/A210體現(xiàn)了集成化、小型化、高速化和低成本的特點(diǎn)。歐姆龍、Keyence等公司也有類似的系統(tǒng)，但在技術(shù)性能上相對(duì)簡(jiǎn)單，更適用于進(jìn)行有無(wú)判別或形狀匹配等。而德國(guó)Siemens公司的智能化PROFIBUS工業(yè)視覺系統(tǒng)SIMATICVS 710提供了一體化的、分布式的**圖像處理方案，它將處理器、CCD、I/O集成在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，提供PROFIBUS的聯(lián)網(wǎng)方式或集成的I/O和RS232接口，更重要的是通過(guò)PCWINDOWS下的Pro Vision軟件進(jìn)行組態(tài)。VS 710**次將PC的靈活性、PLC的可靠性、分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一體化設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，使得西門子在PC和PLC體系之間找到了**的平衡。
3.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的典型應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)現(xiàn)狀
現(xiàn)代視覺理論和技術(shù)的發(fā)展，不僅在于模擬人眼能完成的功能，更重要的是它能完**眼所不能勝任的工作。在當(dāng)今電子、光學(xué)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)不斷成熟和完善的基礎(chǔ)上，視覺技術(shù)這個(gè)新興技術(shù)門類也得到迅速發(fā)展。
機(jī)器視覺的特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀性、非接觸和高精度。與一般意義上的圖像處理系統(tǒng)相比，機(jī)器視覺系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是精度、速度以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的可靠性。機(jī)器視覺特別適用于大批量生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)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(cè)量、零件識(shí)別、特性/字符識(shí)別等，主要應(yīng)用于包括汽車、制藥、電子與電氣、制造、包裝、食品、飲料、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，用于對(duì)汽車儀表盤加工精度的檢查、高速貼片機(jī)上對(duì)電子元件的快速定位、對(duì)管腳數(shù)目的檢查、IC表面印字符的辨識(shí)、膠囊生產(chǎn)中對(duì)膠囊壁厚和外觀缺陷的檢查、軸承生產(chǎn)中對(duì)滾珠數(shù)量和破損情況的檢查、食品包裝上對(duì)生產(chǎn)日期的辨識(shí)、對(duì)標(biāo)簽貼放位置的檢查以及醫(yī)療方面對(duì)細(xì)胞數(shù)量和性質(zhì)的判斷等。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，易于自動(dòng)處理，也易于與設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度，在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，采用機(jī)器視覺來(lái)替代人工視覺；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量不僅效率低而且精度不高，而用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度；此外，機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。國(guó)際上視覺系統(tǒng)的應(yīng)用方興未艾，僅1998年的市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)46億美元，而在國(guó)內(nèi)，工業(yè)視覺系統(tǒng)尚處于概念導(dǎo)人期，各行業(yè)的**企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題以后，才開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測(cè)量自動(dòng)化。
4.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)方面的應(yīng)用
機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)在線檢測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(1)大型工件平行度、垂直度測(cè)量采用激光掃描與CCD探測(cè)系統(tǒng)的大型工件平行度、垂直度測(cè)量?jī)x，它是以穩(wěn)定的準(zhǔn)直激光束為測(cè)量基線，配以回轉(zhuǎn)軸系，旋轉(zhuǎn)五角標(biāo)棱鏡掃出互相平行或垂直的基準(zhǔn)平面，并將其與被測(cè)大型工件的各面進(jìn)行比較。在加工或安裝大型工件時(shí)，可用該認(rèn)錯(cuò)器測(cè)量面間平行度及垂直度。
(2)熱軋螺紋鋼幾何參數(shù)在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)
該系統(tǒng)以頻閃光作為照明光源，利用面陣和線陣CCD作為螺紋鋼外形輪廓尺寸的探測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)熱軋螺紋鋼幾何參數(shù)在線測(cè)量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
(3)軸承狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控
采用視覺技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承的負(fù)載和溫度變化，消除過(guò)載和過(guò)熱的危險(xiǎn)。該技術(shù)將傳統(tǒng)的通過(guò)測(cè)量滾珠表面來(lái)保證加工質(zhì)量和**操作的被動(dòng)式測(cè)量變?yōu)橹鲃?dòng)監(jiān)控。
(4)基于機(jī)器視覺的儀表板總成智能集成測(cè)試系統(tǒng)
汽車儀表板總成上安裝有速度里程表、水溫表、汽油表、電流表、信號(hào)報(bào)警燈等，其生產(chǎn)批量大，出廠前需要進(jìn)行一次質(zhì)量終檢。檢測(cè)項(xiàng)目包括速度表等五個(gè)儀表指針的指示誤差，24個(gè)信號(hào)報(bào)警燈和若干照明燈是否損壞或漏裝等。通常采用人工目測(cè)方法檢查，但誤差大、可靠性差，不能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的智能集成測(cè)試系統(tǒng)改變了這種現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儀表板總成智能化、全自動(dòng)、高精度、快速度的質(zhì)量檢測(cè)，克服了人工檢測(cè)所造成的各種誤差，大大提高了檢測(cè)的效率和可靠性。
(5)金屬板表面自動(dòng)探傷系統(tǒng)
在對(duì)表面質(zhì)量要求很高的特殊大型金屬板進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，原始的檢測(cè)方法是采用人工目視或用百分表加探針進(jìn)行檢測(cè)，該方法不僅易受主觀因素的影響，而且可能給被測(cè)表面帶來(lái)新的劃傷。金屬板表面自動(dòng)探傷系統(tǒng)利用機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)對(duì)金屬表面缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢查，可在生產(chǎn)過(guò)程中高速、準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)由于該系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量，避免了產(chǎn)生新劃傷的可能。該系統(tǒng)采用激光器作為光源，通過(guò)針孔濾波器濾除激光束周圍的雜散光，采用擴(kuò)束鏡和準(zhǔn)直鏡使激光束變?yōu)槠叫泄獠⒁?5度的入射角均勻照射在被測(cè)金屬板表面上。金屬板放在檢驗(yàn)臺(tái)上，檢驗(yàn)臺(tái)可在x、y、z三個(gè)方向上移動(dòng)，攝像機(jī)采用TCD142D型2048線陣CCD，鏡頭采用普通照相機(jī)鏡頭，CCD接口電路采用單片機(jī)系統(tǒng)。PC主機(jī)主要完成圖像預(yù)處理及缺陷的分類或劃痕的深度運(yùn)算等，并可將檢測(cè)到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示。CCD接口電路和PC機(jī)之間通過(guò)RS.232口進(jìn)行雙向通訊，構(gòu)**機(jī)交互式數(shù)據(jù)采集與處理。該系統(tǒng)主要利用線陣CCD的自掃描特性與被檢鋼板在x方向的移動(dòng)相結(jié)合，提取金屬板表面的三維圖像信息。
(6)汽車車身輪廓尺寸精度檢測(cè)系統(tǒng)
英國(guó)ROVER汽車公司800系列汽車車身輪廓尺寸精度的100％在線檢測(cè)，是機(jī)器視覺系統(tǒng)用于l3l工業(yè)檢測(cè)中的一個(gè)典型實(shí)例。該系統(tǒng)由62個(gè)測(cè)量單元組成，每個(gè)測(cè)量單元包括一臺(tái)激光器和一個(gè)CCD攝像機(jī)，用以檢測(cè)車身外殼上288個(gè)測(cè)量點(diǎn)；汽車車身置于測(cè)量框架下，通過(guò)軟件校準(zhǔn)車身的**位置。每個(gè)激光器、攝像機(jī)單元均在離線狀態(tài)下經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，同時(shí)還有一個(gè)在離線狀態(tài)下用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)過(guò)的校準(zhǔn)裝置用以對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行在線校準(zhǔn)；檢測(cè)系統(tǒng)以每40秒檢測(cè)一個(gè)車身的速度，可檢測(cè)三種類型的車身；系統(tǒng)將檢測(cè)結(jié)果與從CAD模型中提取出來(lái)的合格尺寸相比較，測(cè)量精度為±0.1mm。ROVER公司的質(zhì)量檢測(cè)人員用該系統(tǒng)來(lái)判別關(guān)鍵部分的尺寸一致性，如車身整體外型、車門、玻璃窗口等。檢測(cè)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)可成功進(jìn)行800系列汽車車身輪廓尺寸精度的在線檢測(cè)，并將用于檢測(cè)ROVER公司其它系列的車身輪廓尺寸精度。
(7)奧迪白車身表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)
奧迪公司*近研制成功了一種能夠?qū)Π总嚿肀砻嫒毕葸M(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)，取名為“智能控制白車身表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)”。該檢測(cè)系統(tǒng)綜**用了投影光柵直接相位采集、高速數(shù)字圖象處理、表面缺陷圖象模式自動(dòng)識(shí)別、智能化質(zhì)量判斷、自適應(yīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)技術(shù)、高速數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)、松散化自調(diào)節(jié)軟硬件結(jié)構(gòu)以及機(jī)器人系統(tǒng)控制技術(shù)，可以在傳動(dòng)速度為5m/min的生產(chǎn)線上，對(duì)焊裝完畢的白車身進(jìn)行100％的在線檢測(cè)。整車檢驗(yàn)時(shí)間為1分20秒。通過(guò)自動(dòng)測(cè)試與分析，將過(guò)去靠肉眼無(wú)法分辨的表面缺陷直接標(biāo)記在車身上，使白車身進(jìn)入噴漆工序之前即可對(duì)缺陷處進(jìn)行打磨，節(jié)省了表面噴涂過(guò)程中的打磨工序，既節(jié)約了大量制造成本，同時(shí)又提高了車身的表面質(zhì)量。
此外，在許多其它方法難以檢測(cè)的場(chǎng)合，利用機(jī)器視覺系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)。機(jī)器視覺的應(yīng)用正越來(lái)越多地代替人去完成許多工作，這無(wú)疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平和檢測(cè)系統(tǒng)的智能水平。
5.機(jī)器視覺系統(tǒng)與CMM的集成
隨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各國(guó)的制造企業(yè)越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，是決定企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)成敗的關(guān)鍵。隨著市場(chǎng)環(huán)境的多樣化，企業(yè)對(duì)龐大的與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動(dòng)化的CAQ系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：①在必要的情況下，CAQ系統(tǒng)可以100％地檢測(cè)產(chǎn)品，而不像現(xiàn)在普遍采用的抽樣檢測(cè)；②將檢測(cè)規(guī)劃集成到加工過(guò)程中，形成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在檢測(cè)時(shí)確定產(chǎn)品相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差，并在線糾正，因此，可獲得近100％的**產(chǎn)品；③機(jī)器視覺和先進(jìn)的圖像處理技術(shù)、逆向工程技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化檢測(cè)，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的檢測(cè)目標(biāo)。④適用于不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)可將新的產(chǎn)品技術(shù)要求直接從CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)傳輸?shù)綑z測(cè)系統(tǒng)中，不需要操作人員編制特殊的程序。
機(jī)器視覺和逆向工程等技術(shù)的發(fā)展及其與CMM的集成，可以進(jìn)一步提高CMM的測(cè)量效率。對(duì)于具有原始CAD模型的測(cè)量對(duì)象，可以利用機(jī)器視覺系統(tǒng)，迅速識(shí)別對(duì)象物的形狀及其在測(cè)量平臺(tái)的位置和狀態(tài)，完成機(jī)器坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系三者之間的轉(zhuǎn)換，幫助CMM實(shí)現(xiàn)檢測(cè)路徑自動(dòng)形成與測(cè)量結(jié)果判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)將采集到的信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時(shí)計(jì)算機(jī)控制視覺系統(tǒng)的操作，另一方面計(jì)算機(jī)將生成的檢測(cè)規(guī)劃傳輸?shù)紺MM控制器中，由該控制器控制CMM測(cè)量，再將測(cè)量結(jié)果反饋回主控計(jì)算機(jī)，形成閉環(huán)反饋檢測(cè)系統(tǒng)。
為了生成檢測(cè)規(guī)則，利用CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)中所存在的信息，將機(jī)器視覺得到的圖像數(shù)據(jù)與CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，自動(dòng)確定工件位置，選定檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)路徑；確定測(cè)量點(diǎn)的方法是：為盡可能減少測(cè)量誤差，事先對(duì)測(cè)量對(duì)象均以等間隔指定測(cè)量點(diǎn)；**生成CMM的測(cè)量指令傳輸?shù)紺MM控制器上，開始測(cè)量。對(duì)于不存在原始CAD模型的測(cè)量對(duì)象，可以采用逆向工程技術(shù)，即通過(guò)對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)所采集到的測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行處理，重建該物體的CAD模型。
6.結(jié)語(yǔ)
機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)能夠大幅降低檢驗(yàn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快生產(chǎn)速度和提高生產(chǎn)效率。作為高精度、非接觸的測(cè)量方案，視覺系統(tǒng)涉及到光學(xué)和圖像處理算法，本身就是高度專業(yè)化的產(chǎn)品，在整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)中，往往要與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)配合完成位置和進(jìn)給控制。另外，生產(chǎn)線上對(duì)多工序進(jìn)行同步連續(xù)檢測(cè)時(shí)，必須使視覺系統(tǒng)具備分布式聯(lián)網(wǎng)能力。機(jī)器視覺與運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合正在改變工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的面貌。隨著機(jī)器視覺技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，它將在現(xiàn)代和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中涉及到各種各樣的檢驗(yàn)、生產(chǎn)監(jiān)視和零件識(shí)別應(yīng)用，如汽車零配件批量加工的尺寸檢查和自動(dòng)裝配的完整性檢查、電子裝配線的元件自動(dòng)定位、IC上的字符識(shí)別等。通常這種帶有高度重復(fù)性和智能性的工作是由肉眼來(lái)完成的，但在某些特殊情況下，如對(duì)微小尺寸的**快速測(cè)量、形狀匹配以及顏色辨識(shí)等，依靠肉眼根本無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)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(jī)抓取圖像后送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫膱D像處理模塊，通過(guò)數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息來(lái)進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。這種方法是把計(jì)算機(jī)處理的快速性、可重復(fù)性與肉眼視覺的高度智能化和抽象能力相結(jié)合，由此產(chǎn)生了機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的概念。
視覺檢測(cè)技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興測(cè)試技術(shù)。與計(jì)算機(jī)視覺研究的視覺模式識(shí)別、視覺理解等內(nèi)容不同，視覺檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)研究的是物體的幾何尺寸及物體的位置測(cè)量，如轎車白車身三維尺寸的測(cè)量、模具等三維面形的快速測(cè)量、大型工件同軸度測(cè)量以及共面性測(cè)量等，它可以廣泛應(yīng)用于在線測(cè)量、逆向工程等主動(dòng)、實(shí)時(shí)測(cè)量過(guò)程。視覺檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局就曾預(yù)計(jì)未來(lái)90％的檢測(cè)任務(wù)將由視覺檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)完成。因此僅在80年代，美國(guó)就有100多家公司躋身于視覺檢測(cè)系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)市場(chǎng)，可見視覺檢測(cè)系統(tǒng)確實(shí)很有發(fā)展前途。在近幾屆北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上已經(jīng)見到國(guó)外企業(yè)展出的應(yīng)用視覺檢測(cè)技術(shù)研制的先進(jìn)儀器，如流動(dòng)式光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)、非接觸式光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。
2.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成、分類及工作原理
2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理
(1)系統(tǒng)構(gòu)成
典型的視覺系統(tǒng)一般包括光源、鏡頭、CCD照相機(jī)、圖像處理單元(或圖像采集卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊／輸入輸出單元等。
(2)工作原理
視覺系統(tǒng)的輸出并非圖像視頻信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理之后的檢測(cè)結(jié)果(如尺寸數(shù)據(jù))。通常，機(jī)器視覺檢測(cè)就是用機(jī)器代替肉眼來(lái)做測(cè)量和判斷。
首先采用CCD照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)。圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如：面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等。**，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果，如：尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等。上位機(jī)(如PC和PLC)實(shí)時(shí)獲得檢測(cè)結(jié)果后，指揮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)或I/O系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作(如定位和分類)。
2.2 系統(tǒng)分類
從視覺系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境分類，可分為PC—BASED系統(tǒng)和PLC—BASED系統(tǒng)。基于PC的系統(tǒng)利用了其開放性、高度的編程靈活性和良好的Windows界面，同時(shí)系統(tǒng)總體成本較低。PC—Based系統(tǒng)內(nèi)含高性能圖像采集卡，一般可接多個(gè)鏡頭，并提供庫(kù)函數(shù)支持。目前世界**的PC—Based視覺系統(tǒng)生產(chǎn)廠商美國(guó)Data Translation公司，其MACH 系列(如DT3155)和MV系列PC I工業(yè)視覺卡已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)；配套軟件方面，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(huán)境，而DT Vision Foundry則是Windows下面向?qū)ο蟮臋C(jī)器視覺組態(tài)軟件，用戶可用它快速開發(fā)復(fù)雜**的應(yīng)用。類似的還有美國(guó)NI公司，該公司將機(jī)器視覺和運(yùn)動(dòng)控制功能與其被廣泛應(yīng)用的Labview虛擬儀器軟件相結(jié)合，效果顯著。
與美國(guó)公司大力發(fā)展PC結(jié)構(gòu)相比，日本和德國(guó)公司在PLC—Based系統(tǒng)方面走在前列。在PLC系統(tǒng)中，視覺的作用更像一個(gè)智能化的傳感器，圖像處理單元獨(dú)立于系統(tǒng)，通過(guò)串行總線和I/O與PLC交換數(shù)據(jù)。日本松下公司的Image Checker M100/M200系統(tǒng)可說(shuō)是這方面的代表。該系統(tǒng)利用高速專用ASIC進(jìn)行256級(jí)灰度檢測(cè)，帶邏輯條件和數(shù)**算功能。系統(tǒng)軟件固化在圖像處理器中，通過(guò)類似于游戲鍵盤的簡(jiǎn)單裝置對(duì)顯示在監(jiān)視器中的菜單進(jìn)行配置，開發(fā)周期短，系統(tǒng)可*性高，其新一代產(chǎn)品A110/A210體現(xiàn)了集成化、小型化、高速化和低成本的特點(diǎn)。歐姆龍、Keyence等公司也有類似的系統(tǒng)，但在技術(shù)性能上相對(duì)簡(jiǎn)單，更適用于進(jìn)行有無(wú)判別或形狀匹配等。而德國(guó)Siemens公司的智能化PROFIBUS工業(yè)視覺系統(tǒng)SIMATICVS 710提供了一體化的、分布式的**圖像處理方案，它將處理器、CCD、I/O集成在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，提供PROFIBUS的聯(lián)網(wǎng)方式或集成的I/O和RS232接口，更重要的是通過(guò)PCWINDOWS下的Pro Vision軟件進(jìn)行組態(tài)。VS 710**次將PC的靈活性、PLC的可靠性、分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和一體化設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，使得西門子在PC和PLC體系之間找到了**的平衡。
3.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的典型應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)現(xiàn)狀
現(xiàn)代視覺理論和技術(shù)的發(fā)展，不僅在于模擬人眼能完成的功能，更重要的是它能完**眼所不能勝任的工作。在當(dāng)今電子、光學(xué)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)不斷成熟和完善的基礎(chǔ)上，視覺技術(shù)這個(gè)新興技術(shù)門類也得到迅速發(fā)展。
機(jī)器視覺的特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀性、非接觸和高精度。與一般意義上的圖像處理系統(tǒng)相比，機(jī)器視覺系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是精度、速度以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的可靠性。機(jī)器視覺特別適用于大批量生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)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(cè)量、零件識(shí)別、特性/字符識(shí)別等，主要應(yīng)用于包括汽車、制藥、電子與電氣、制造、包裝、食品、飲料、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，用于對(duì)汽車儀表盤加工精度的檢查、高速貼片機(jī)上對(duì)電子元件的快速定位、對(duì)管腳數(shù)目的檢查、IC表面印字符的辨識(shí)、膠囊生產(chǎn)中對(duì)膠囊壁厚和外觀缺陷的檢查、軸承生產(chǎn)中對(duì)滾珠數(shù)量和破損情況的檢查、食品包裝上對(duì)生產(chǎn)日期的辨識(shí)、對(duì)標(biāo)簽貼放位置的檢查以及醫(yī)療方面對(duì)細(xì)胞數(shù)量和性質(zhì)的判斷等。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，易于自動(dòng)處理，也易于與設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度，在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，采用機(jī)器視覺來(lái)替代人工視覺；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量不僅效率低而且精度不高，而用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度；此外，機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。國(guó)際上視覺系統(tǒng)的應(yīng)用方興未艾，僅1998年的市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)46億美元，而在國(guó)內(nèi)，工業(yè)視覺系統(tǒng)尚處于概念導(dǎo)人期，各行業(yè)的**企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題以后，才開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測(cè)量自動(dòng)化。
4.機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)方面的應(yīng)用
機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)在線檢測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
(1)大型工件平行度、垂直度測(cè)量采用激光掃描與CCD探測(cè)系統(tǒng)的大型工件平行度、垂直度測(cè)量?jī)x，它是以穩(wěn)定的準(zhǔn)直激光束為測(cè)量基線，配以回轉(zhuǎn)軸系，旋轉(zhuǎn)五角標(biāo)棱鏡掃出互相平行或垂直的基準(zhǔn)平面，并將其與被測(cè)大型工件的各面進(jìn)行比較。在加工或安裝大型工件時(shí)，可用該認(rèn)錯(cuò)器測(cè)量面間平行度及垂直度。
(2)熱軋螺紋鋼幾何參數(shù)在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)
該系統(tǒng)以頻閃光作為照明光源，利用面陣和線陣CCD作為螺紋鋼外形輪廓尺寸的探測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)熱軋螺紋鋼幾何參數(shù)在線測(cè)量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
(3)軸承狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控
采用視覺技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控軸承的負(fù)載和溫度變化，消除過(guò)載和過(guò)熱的危險(xiǎn)。該技術(shù)將傳統(tǒng)的通過(guò)測(cè)量滾珠表面來(lái)保證加工質(zhì)量和**操作的被動(dòng)式測(cè)量變?yōu)橹鲃?dòng)監(jiān)控。
(4)基于機(jī)器視覺的儀表板總成智能集成測(cè)試系統(tǒng)
汽車儀表板總成上安裝有速度里程表、水溫表、汽油表、電流表、信號(hào)報(bào)警燈等，其生產(chǎn)批量大，出廠前需要進(jìn)行一次質(zhì)量終檢。檢測(cè)項(xiàng)目包括速度表等五個(gè)儀表指針的指示誤差，24個(gè)信號(hào)報(bào)警燈和若干照明燈是否損壞或漏裝等。通常采用人工目測(cè)方法檢查，但誤差大、可靠性差，不能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要。機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的智能集成測(cè)試系統(tǒng)改變了這種現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儀表板總成智能化、全自動(dòng)、高精度、快速度的質(zhì)量檢測(cè)，克服了人工檢測(cè)所造成的各種誤差，大大提高了檢測(cè)的效率和可靠性。
(5)金屬板表面自動(dòng)探傷系統(tǒng)
在對(duì)表面質(zhì)量要求很高的特殊大型金屬板進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，原始的檢測(cè)方法是采用人工目視或用百分表加探針進(jìn)行檢測(cè)，該方法不僅易受主觀因素的影響，而且可能給被測(cè)表面帶來(lái)新的劃傷。金屬板表面自動(dòng)探傷系統(tǒng)利用機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)對(duì)金屬表面缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢查，可在生產(chǎn)過(guò)程中高速、準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)由于該系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量，避免了產(chǎn)生新劃傷的可能。該系統(tǒng)采用激光器作為光源，通過(guò)針孔濾波器濾除激光束周圍的雜散光，采用擴(kuò)束鏡和準(zhǔn)直鏡使激光束變?yōu)槠叫泄獠⒁?5度的入射角均勻照射在被測(cè)金屬板表面上。金屬板放在檢驗(yàn)臺(tái)上，檢驗(yàn)臺(tái)可在x、y、z三個(gè)方向上移動(dòng)，攝像機(jī)采用TCD142D型2048線陣CCD，鏡頭采用普通照相機(jī)鏡頭，CCD接口電路采用單片機(jī)系統(tǒng)。PC主機(jī)主要完成圖像預(yù)處理及缺陷的分類或劃痕的深度運(yùn)算等，并可將檢測(cè)到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示。CCD接口電路和PC機(jī)之間通過(guò)RS.232口進(jìn)行雙向通訊，構(gòu)**機(jī)交互式數(shù)據(jù)采集與處理。該系統(tǒng)主要利用線陣CCD的自掃描特性與被檢鋼板在x方向的移動(dòng)相結(jié)合，提取金屬板表面的三維圖像信息。
(6)汽車車身輪廓尺寸精度檢測(cè)系統(tǒng)
英國(guó)ROVER汽車公司800系列汽車車身輪廓尺寸精度的100％在線檢測(cè)，是機(jī)器視覺系統(tǒng)用于l3l工業(yè)檢測(cè)中的一個(gè)典型實(shí)例。該系統(tǒng)由62個(gè)測(cè)量單元組成，每個(gè)測(cè)量單元包括一臺(tái)激光器和一個(gè)CCD攝像機(jī)，用以檢測(cè)車身外殼上288個(gè)測(cè)量點(diǎn)；汽車車身置于測(cè)量框架下，通過(guò)軟件校準(zhǔn)車身的**位置。每個(gè)激光器、攝像機(jī)單元均在離線狀態(tài)下經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，同時(shí)還有一個(gè)在離線狀態(tài)下用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)過(guò)的校準(zhǔn)裝置用以對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行在線校準(zhǔn)；檢測(cè)系統(tǒng)以每40秒檢測(cè)一個(gè)車身的速度，可檢測(cè)三種類型的車身；系統(tǒng)將檢測(cè)結(jié)果與從CAD模型中提取出來(lái)的合格尺寸相比較，測(cè)量精度為±0.1mm。ROVER公司的質(zhì)量檢測(cè)人員用該系統(tǒng)來(lái)判別關(guān)鍵部分的尺寸一致性，如車身整體外型、車門、玻璃窗口等。檢測(cè)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)可成功進(jìn)行800系列汽車車身輪廓尺寸精度的在線檢測(cè)，并將用于檢測(cè)ROVER公司其它系列的車身輪廓尺寸精度。
(7)奧迪白車身表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)
奧迪公司*近研制成功了一種能夠?qū)Π总嚿肀砻嫒毕葸M(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)的系統(tǒng)，取名為“智能控制白車身表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)”。該檢測(cè)系統(tǒng)綜**用了投影光柵直接相位采集、高速數(shù)字圖象處理、表面缺陷圖象模式自動(dòng)識(shí)別、智能化質(zhì)量判斷、自適應(yīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)技術(shù)、高速數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)、松散化自調(diào)節(jié)軟硬件結(jié)構(gòu)以及機(jī)器人系統(tǒng)控制技術(shù)，可以在傳動(dòng)速度為5m/min的生產(chǎn)線上，對(duì)焊裝完畢的白車身進(jìn)行100％的在線檢測(cè)。整車檢驗(yàn)時(shí)間為1分20秒。通過(guò)自動(dòng)測(cè)試與分析，將過(guò)去靠肉眼無(wú)法分辨的表面缺陷直接標(biāo)記在車身上，使白車身進(jìn)入噴漆工序之前即可對(duì)缺陷處進(jìn)行打磨，節(jié)省了表面噴涂過(guò)程中的打磨工序，既節(jié)約了大量制造成本，同時(shí)又提高了車身的表面質(zhì)量。
此外，在許多其它方法難以檢測(cè)的場(chǎng)合，利用機(jī)器視覺系統(tǒng)可以有效地實(shí)現(xiàn)。機(jī)器視覺的應(yīng)用正越來(lái)越多地代替人去完成許多工作，這無(wú)疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平和檢測(cè)系統(tǒng)的智能水平。
5.機(jī)器視覺系統(tǒng)與CMM的集成
隨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各國(guó)的制造企業(yè)越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，是決定企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)成敗的關(guān)鍵。隨著市場(chǎng)環(huán)境的多樣化，企業(yè)對(duì)龐大的與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動(dòng)化的CAQ系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：①在必要的情況下，CAQ系統(tǒng)可以100％地檢測(cè)產(chǎn)品，而不像現(xiàn)在普遍采用的抽樣檢測(cè)；②將檢測(cè)規(guī)劃集成到加工過(guò)程中，形成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在檢測(cè)時(shí)確定產(chǎn)品相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差，并在線糾正，因此，可獲得近100％的**產(chǎn)品；③機(jī)器視覺和先進(jìn)的圖像處理技術(shù)、逆向工程技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化檢測(cè)，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的檢測(cè)目標(biāo)。④適用于不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)可將新的產(chǎn)品技術(shù)要求直接從CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)傳輸?shù)綑z測(cè)系統(tǒng)中，不需要操作人員編制特殊的程序。
機(jī)器視覺和逆向工程等技術(shù)的發(fā)展及其與CMM的集成，可以進(jìn)一步提高CMM的測(cè)量效率。對(duì)于具有原始CAD模型的測(cè)量對(duì)象，可以利用機(jī)器視覺系統(tǒng)，迅速識(shí)別對(duì)象物的形狀及其在測(cè)量平臺(tái)的位置和狀態(tài)，完成機(jī)器坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系三者之間的轉(zhuǎn)換，幫助CMM實(shí)現(xiàn)檢測(cè)路徑自動(dòng)形成與測(cè)量結(jié)果判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)將采集到的信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時(shí)計(jì)算機(jī)控制視覺系統(tǒng)的操作，另一方面計(jì)算機(jī)將生成的檢測(cè)規(guī)劃傳輸?shù)紺MM控制器中，由該控制器控制CMM測(cè)量，再將測(cè)量結(jié)果反饋回主控計(jì)算機(jī)，形成閉環(huán)反饋檢測(cè)系統(tǒng)。
為了生成檢測(cè)規(guī)則，利用CAD/CAM數(shù)據(jù)庫(kù)中所存在的信息，將機(jī)器視覺得到的圖像數(shù)據(jù)與CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，自動(dòng)確定工件位置，選定檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)路徑；確定測(cè)量點(diǎn)的方法是：為盡可能減少測(cè)量誤差，事先對(duì)測(cè)量對(duì)象均以等間隔指定測(cè)量點(diǎn)；**生成CMM的測(cè)量指令傳輸?shù)紺MM控制器上，開始測(cè)量。對(duì)于不存在原始CAD模型的測(cè)量對(duì)象，可以采用逆向工程技術(shù)，即通過(guò)對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)所采集到的測(cè)量點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行處理，重建該物體的CAD模型。
6.結(jié)語(yǔ)
機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)能夠大幅降低檢驗(yàn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快生產(chǎn)速度和提高生產(chǎn)效率。作為高精度、非接觸的測(cè)量方案，視覺系統(tǒng)涉及到光學(xué)和圖像處理算法，本身就是高度專業(yè)化的產(chǎn)品，在整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)中，往往要與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)配合完成位置和進(jìn)給控制。另外，生產(chǎn)線上對(duì)多工序進(jìn)行同步連續(xù)檢測(cè)時(shí)，必須使視覺系統(tǒng)具備分布式聯(lián)網(wǎng)能力。機(jī)器視覺與運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通訊等先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合正在改變工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的面貌。隨著機(jī)器視覺技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，它將在現(xiàn)代和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
