機(jī)器視覺已經(jīng)為制造業(yè)做出了重要貢獻(xiàn),隨著許多不同領(lǐng)域的迅速發(fā)展,包括成像技術(shù)、CMOS傳感器、嵌入式視覺、機(jī)器和深度學(xué)習(xí)、機(jī)器人接口、數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)和圖像處理能力,VISION技術(shù)可以使不同層次的制造業(yè)受益。新的成像技術(shù)提供了新的應(yīng)用機(jī)會(huì)。例如高光譜成像可以提供有關(guān)材料化學(xué)成分的信息。機(jī)器視覺技術(shù)的快速發(fā)展,在國內(nèi)的制造業(yè)中已經(jīng)起到了重要的作用。
計(jì)算成像允許以不同的方式組合一系列圖像,以揭示常規(guī)成像技術(shù)無法看到的細(xì)節(jié)。偏振成像可以顯示材料中的應(yīng)力模式。機(jī)器視覺技術(shù)的其他發(fā)展導(dǎo)致制造業(yè)性能的提高、集成和自動(dòng)化程度的提高。集成的程度可以從手動(dòng)裝配協(xié)助到完全集成到OEM設(shè)備,再到工業(yè)4.0的要求。
輔助手動(dòng)裝配
仍然有大量的產(chǎn)品是手工組裝的,“人類輔助”攝像機(jī)可用于幫助防止此類操作中的錯(cuò)誤。操作員遵循一組加載到攝像機(jī)并顯示在監(jiān)視器上的組裝指令。每次操作后,系統(tǒng)將結(jié)果與正確的存儲(chǔ)圖像進(jìn)行比較,以確保操作人員在進(jìn)入下一步之前已經(jīng)正確和完整地執(zhí)行了該結(jié)果。如果操作不完整或出錯(cuò),則將其顯示給操作符,以便進(jìn)行更正。完成的每一步都可以進(jìn)行驗(yàn)證和記錄,以提供可用于裝配工作分析的數(shù)據(jù)。以及可追蹤性。
在制造或包裝生產(chǎn)線上使用視覺檢查是一種行之有效的做法.系統(tǒng)范圍從單點(diǎn)自給智能相機(jī)執(zhí)行檢查任務(wù)并向控制系統(tǒng)傳遞合格/不合格結(jié)果的,轉(zhuǎn)到基于pc的系統(tǒng)它可以具有多個(gè)攝像機(jī)和/或多個(gè)檢查點(diǎn)。視覺系統(tǒng)改造成現(xiàn)有的線路或設(shè)計(jì)成新的線路。視覺檢查還可與統(tǒng)計(jì)過程控制方法結(jié)合使用,不僅檢查臨界測(cè)量,而且分析這些測(cè)量的趨勢(shì)。這樣,就可以進(jìn)行干預(yù)。在生產(chǎn)超出公差的產(chǎn)品之前調(diào)整工藝.這可能是與Industry4.0的需求較接近的先驅(qū)。
視覺引導(dǎo)機(jī)器人
隨著協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn),工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。三維圖像處理的快速發(fā)展,它們正被更多的結(jié)合使用,特別是在視覺引導(dǎo)的機(jī)器人上。視覺系統(tǒng)識(shí)別物體的準(zhǔn)確位置,并將這些坐標(biāo)傳遞給機(jī)器人。視覺機(jī)器人界面的巨大進(jìn)步使這一過程更加容易。三維機(jī)器人視覺較廣泛的用途之一是在拾取和放置應(yīng)用中。
嵌入式視覺
這個(gè)小規(guī)模的供應(yīng),嵌入式處理板通常是基于ARM架構(gòu),為其他設(shè)備和制造過程中嵌入的視覺系統(tǒng)的發(fā)展提供了巨大的潛力。許多圖像處理庫和工具包現(xiàn)在可以移植到這些平臺(tái)上,以這種格式提供更廣泛的視覺解決方案。將這些處理能力與低成本攝像機(jī)(包括板級(jí)攝像機(jī))結(jié)合在一起,意味著視覺系統(tǒng)可以以相對(duì)較小的間接費(fèi)用納入各種產(chǎn)品和工藝。
機(jī)器與深度學(xué)習(xí)
有很多機(jī)器視覺深度學(xué)習(xí)的炒作,它使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNNs)通過識(shí)別從一組訓(xùn)練圖像中學(xué)習(xí)到的特征來執(zhí)行分類任務(wù)。然而,挑戰(zhàn)仍然是,在工業(yè)應(yīng)用中,可用的培訓(xùn)圖像數(shù)量有限,而工具、培訓(xùn)時(shí)間和處理器資源仍然很高。其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法正迅速被公認(rèn)為是一種更廉價(jià)和更簡(jiǎn)單的替代工業(yè)應(yīng)用深度學(xué)習(xí)的方法。這可能會(huì)為高性能、靈活的垂直解決方案找到動(dòng)力,這些解決方案甚至可以在廉價(jià)的嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行,從而使成本效益較高的系統(tǒng)成為可能。
至工業(yè)4.0
未來智能工廠的本質(zhì)是使用大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化流程?;趤碜圆煌愋偷膫鞲衅鞯姆答?,這些傳感器正在監(jiān)控過程。當(dāng)然,這些包括簡(jiǎn)單和智能的視覺傳感器以及更復(fù)雜的視覺子系統(tǒng)或系統(tǒng)。重要的是,Industry4.0需要所有傳感器類型的通用通信協(xié)議,以便允許數(shù)據(jù)傳輸和共享。
在這一領(lǐng)域被證明流行的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是OPC UA平臺(tái)–獨(dú)立于機(jī)對(duì)機(jī)通信的開放標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械工程工業(yè)協(xié)會(huì)(VDMA)宣布OPC UA機(jī)器人和機(jī)器視覺附加規(guī)范,將分別為機(jī)器人和視覺系統(tǒng)提供與此標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。