機(jī)器視覺分類與應(yīng)用

    機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。由于機(jī)器視覺檢測能夠的提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，同時(shí)機(jī)器視覺系統(tǒng)可以24小時(shí)不間斷的工作，且可在各種惡劣生產(chǎn)環(huán)境下高速在線檢測，檢測的準(zhǔn)確度也達(dá)到接近99%，因此工業(yè)企業(yè)大量采用機(jī)器視覺檢測技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品在線質(zhì)量檢測。根據(jù)目前情況，對機(jī)器視覺檢測進(jìn)行分類。

根據(jù)功能、安裝載體、檢測技術(shù)進(jìn)行劃分： 

 1、按照檢測功能可劃分：定位、缺陷檢測、計(jì)數(shù)/遺漏檢測、尺寸測量。

2、按照其安裝的載體可分為：在線檢測系統(tǒng)和離線檢測系統(tǒng)。

 3、按照檢測技術(shù)劃分，通常有立體視覺檢測技術(shù)、斑點(diǎn)檢測技術(shù)、尺寸測量技術(shù)、OCR技術(shù)等。

    基于機(jī)器視覺圖像處理技術(shù)之視覺檢測技術(shù)，對產(chǎn)品整體進(jìn)行自動檢測，對于控制產(chǎn)品品質(zhì)保障產(chǎn)品質(zhì)量有著十分重要的作用，可以防止不合格產(chǎn)品的外流，從而提高企業(yè)的核心競爭力。企業(yè)獲得的不僅僅是社會效益，其機(jī)器視覺檢測設(shè)備已經(jīng)為企業(yè)帶來了實(shí)質(zhì)性的

經(jīng)濟(jì)效益。

    隨著科學(xué)技術(shù)不斷的更新?lián)Q代，目前，日趨的成熟的機(jī)器視覺檢測技術(shù)已經(jīng)在各大行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。不僅解放了生產(chǎn)力，提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量更是無可挑剔，備受業(yè)界人士的青睞，其應(yīng)用也必將越來越廣泛。

機(jī)器視覺技術(shù)在中國煙草行業(yè)的應(yīng)用

   機(jī)器視覺在煙草行業(yè)的應(yīng)用和普及被稱為機(jī)器視覺在我國開始批量和成功運(yùn)用的一個典型案例。

   首先，煙草行業(yè)是利潤率比較高的國家?？厣a(chǎn)行業(yè)，所以有足夠的資金支撐運(yùn)用各種新技術(shù)控制產(chǎn)品質(zhì)量，提高形象。其次就是現(xiàn)在香煙生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度越來越快，從早期的300包每小時(shí)，到現(xiàn)在達(dá)了到了800每分鐘，靠生產(chǎn)人員在線檢測和手動拿出缺陷煙包的可能性幾乎沒有。

    2002年中國卷煙制造也開始引入機(jī)器視覺技術(shù)，相比其它行業(yè)，中國卷煙制造業(yè)的機(jī)器視覺應(yīng)用蔚然成風(fēng)。公司經(jīng)過9年的運(yùn)用和發(fā)展，目前香煙成品的生產(chǎn)線上的小包外觀和條包外觀檢測已經(jīng)成為的設(shè)備，全國安裝率達(dá)到了90%以上，并且得到了很高的評價(jià)和認(rèn)可，所以煙草行業(yè)有逐漸把機(jī)器視覺檢測技術(shù)和產(chǎn)品延伸到制絲、煙支、煙葉等工藝，涵蓋了：煙絲異物、煙支空投缺陷、條盒數(shù)量檢測、輔料質(zhì)量缺陷、包裝設(shè)備異常檢測。以香煙條盒生產(chǎn)為例，香煙生產(chǎn)中，條盒在封包工序中由于封包機(jī)問題或者透明紙本身的質(zhì)量缺陷會造成不同程度的條盒外觀質(zhì)量缺陷，主要有：條盒反包、透明紙破損、透明紙缺失、透明紙嚴(yán)重皺褶、透明紙污損、封口傾斜、異物、拉線缺失、拉線錯牙、拉線破損等；另外還有一些圖案嚴(yán)重缺損的條盒會漏到封包工序。

我公司子公司深圳市三葉草公司在煙草行業(yè)的成功應(yīng)用部分介紹

1.條煙外觀檢測儀  

1.1現(xiàn)場圖片
                       

1.2檢測原理

    本機(jī)采用四個CCD相機(jī)對條煙玻璃紙三個封口面進(jìn)行拍照檢測，GDX1/X2包裝設(shè)備在包裝過程中會出現(xiàn)條包反包、錯牌、條包倒置、條煙端部開口變形、印刷錯誤、無拉線、無透明紙、條透褶皺、飛條透、商標(biāo)紙嚴(yán)重劃傷、商標(biāo)紙印刷錯誤、條透玻璃紙長角等缺陷，而這些包裝缺陷的條包產(chǎn)品流落到市場上，會給企業(yè)帶來嚴(yán)重的影響。我公司針對以上的缺陷，開發(fā)了CLOV-TB-5501系列條煙在線外觀檢測儀，大大降低條煙出廠的次品率，從而保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

    該設(shè)備適用于GDX1/X2,FOCKE包裝設(shè)備 （GD和FOCKE結(jié)構(gòu)上有差異）。

1.3產(chǎn)品特色

(1) 本系列條煙外觀檢測儀采用靜態(tài)檢測原理，保證檢測系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運(yùn)行。

(2) 操作簡單，會使用本公司小盒成像檢測的，經(jīng)簡單介紹后就可以使用。

(3) 核心零部件均為進(jìn)口部件，翻煙機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)驅(qū)動，整套設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

2.小包外觀檢測儀

2.1現(xiàn)場圖片
                        

2.2檢測圖片
                 

2.3檢測原理

    產(chǎn)品安裝在小包運(yùn)輸跑道上，生產(chǎn)煙包經(jīng)分包皮帶平滑、加速導(dǎo)入檢測箱，觸發(fā)檢測光纖時(shí)，通過PLC控制4個CCD圖像傳感器采集通過檢測口煙包的外觀影像，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該信號傳給圖像處理器進(jìn)行處理后，圖像在彩色顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，并輸出結(jié)果給PLC，如判斷為異常包，發(fā)出控制指令給剔除裝置進(jìn)行壞包的剔除。

2.4技術(shù)規(guī)格                 

3.鋼印檢測儀

3.1開發(fā)背景

    在卷煙生產(chǎn)過程中，紙帶運(yùn)行速度高達(dá)10.67米/秒，即每1ms紙帶運(yùn)動10.67mm，因自動化程度高、生產(chǎn)速度快，很難利用人力進(jìn)行產(chǎn)品在線檢測。如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合格品，進(jìn)而采取措施保證產(chǎn)品質(zhì)量成為卷煙生產(chǎn)中急需解決的一個難題。

    為此，我公司研制開發(fā)了“CLOV-GY-5501系列卷煙機(jī)煙支鋼印在線全檢測儀”，可以實(shí)現(xiàn)卷煙生產(chǎn)過程中煙支鋼印的在線全檢測和同步報(bào)警及剔除，提醒生產(chǎn)現(xiàn)場管理人員及時(shí)作出處理，從而避免不合格品流入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。 

    該產(chǎn)品我公司已申請，號：.X

3.2檢測項(xiàng)目
(1)套色鋼印位置偏差
(2)整體鋼印上下煙位
(3)點(diǎn)狀墨、湮墨拖尾
(4)鋼印模糊、殘缺     
(5)鋼印油墨過濃過淡
(6)油墨含量超標(biāo)
                

                                
3.3檢測圖片
                         

3.4系統(tǒng)特點(diǎn)
(1)實(shí)現(xiàn)每支鋼印高速檢測、剔除
(2)實(shí)現(xiàn)車速變化時(shí)鋼印位置的糾偏和超標(biāo)剔除
(3)檢測精度高，剔除準(zhǔn)確
(4)彩色檢測，可辨識油墨的顏色和濃淡
(5)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，抗力強(qiáng)
(6)頻閃LED光源，壽命長
(7)自適應(yīng)車速變化

4.圓周檢測儀
4.1現(xiàn)場圖片

4.2設(shè)置界面
            

4.3檢測原理
    本檢測裝置是在煙條進(jìn)入刀頭前的入口處安裝圓周檢測頭，由經(jīng)過一次穩(wěn)壓的、穩(wěn)定的2-3BAR的清潔壓縮空氣經(jīng)過設(shè)備內(nèi)部的精密調(diào)壓閥將一個穩(wěn)定的氣壓送入檢測頭內(nèi)，煙條進(jìn)入檢測頭后，在煙條周圍形成了一個氣環(huán)。當(dāng)煙條直徑發(fā)生變化時(shí)氣流的溢出多少會發(fā)生變化，氣壓也發(fā)生相應(yīng)的變化，精密壓力傳感器通過檢測氣壓的變化并將壓力電壓值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，高速PLC采集信號并根據(jù)卷煙車速進(jìn)行修正計(jì)算，在觸摸屏上顯示直觀的圓周數(shù)據(jù)，并具有圓周大小趨勢線顯示功能和統(tǒng)計(jì)功能。

機(jī)器視覺之電子制造行業(yè)應(yīng)用

隨著電子制造行業(yè)在中國的發(fā)展，自動化機(jī)器視覺檢測設(shè)備在該行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)，“低成本,高效率,高準(zhǔn)確率,簡單方便的操作設(shè)計(jì)”使其在該行業(yè)的生產(chǎn)、裝配、檢測等各個環(huán)節(jié)應(yīng)用非常廣泛，我公司子公司三葉草的機(jī)器視覺軟、硬件在此行業(yè)的成功應(yīng)用，得到客戶的。具體應(yīng)用如下：

一、產(chǎn)品簡單介紹

1.尺寸自動檢測機(jī)

  2.條碼檢測系統(tǒng)

 3.外觀檢測系統(tǒng)

二、以上系列產(chǎn)品還廣泛運(yùn)用到以下項(xiàng)目的檢測中：

1.裝配工藝檢測

檢測范圍:部件位置、尺寸、物體外沿、字符讀取及校驗(yàn)、支腳、外觀等檢測。

3. PCB板檢測 

PCB板元件位置、焊點(diǎn)、線路、開孔尺寸、角度；電腦微通訊接口、sim卡插槽；電纜連接頭個數(shù)等等的檢測及測量。
      

機(jī)器視覺之機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用

  通過對各種機(jī)械零部件的圖像采集拍照,根據(jù)圖像數(shù)據(jù)判斷出零部件的缺陷、劃痕、 污漬、尺寸、形狀、位置、安裝定位、校準(zhǔn)等情況，消除或減少殘次品，高工作效率，低成本、高準(zhǔn)確率，使其得到廣泛應(yīng)用。以下是我公司子公司三葉草公司產(chǎn)品在本行業(yè)中的應(yīng)用。

一．實(shí)例介紹分析

1.有無檢測

通過判斷齒輪周圍一圈O型環(huán)所在位置的像素灰度值進(jìn)行判斷，從而判別是否出現(xiàn)O型環(huán)漏裝的情況。下圖應(yīng)用同時(shí)還檢測8個小孔是否存在。
                

2.零件尺寸測量

2.1如果需要對一個機(jī)械零件的尺寸進(jìn)行快速的檢測，通過視覺系統(tǒng)

    準(zhǔn)確抓取圖像信息，迅速計(jì)算出各個需要的尺寸信息。
               

2.2次像素測邊緣尺寸，原理如下：

 亮度改變以一個像素為代表，但這是轉(zhuǎn)換為投射波形后進(jìn)行區(qū)分的，被區(qū)分波形的峰值被計(jì)算做一個大概的邊緣位置。
3.定位檢測

  在自動化檢測的應(yīng)用中，定位檢測和尺寸檢測是密不可分的。由

于在自動化裝配的時(shí)候需要準(zhǔn)確定位，如果產(chǎn)品出現(xiàn)位置或角度

偏移需要及時(shí)告知執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出相對應(yīng)的調(diào)整。

3.1定位-角度偏移

  如果產(chǎn)品出現(xiàn)角度的偏轉(zhuǎn)，可以通過360度補(bǔ)正的方式進(jìn)行角度檢測，將目前的角度偏轉(zhuǎn)值告知系統(tǒng)。

3.2定位-位置偏移

  當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)位置的偏轉(zhuǎn)，可以通過X/Y方向分別進(jìn)行位置偏移的計(jì)算，并反饋目前所在位置的坐標(biāo)值。
               
                

4.外觀檢測

  使用圖像處理技術(shù)的自動化總體檢驗(yàn)對于防止缺陷產(chǎn)品的外流十分有用。通過消除瑕疵、毛邊、裂口或凹痕以確保產(chǎn)品的功能與性能，視覺檢驗(yàn)的作用至關(guān)重要。

4.1外觀檢測-凹凸

4.2外觀檢測-缺陷
                 

5、剎車片檢測

     剎車片在線檢測，通過對剎車片外形尺寸測量、表面圖案及文字識別、特征有無判別，可以將不符合規(guī)定尺寸、混料、錯裝或漏裝的產(chǎn)品檢測出來。

　　剎車片檢測設(shè)備主要功能

　　1.檢測并識別剎車片的特征，判斷屬于該型號的種類；

　　2.檢測并識別剎車片是否存在較大缺陷；

　　3.識別剎車片是否屬于當(dāng)前型號；

　　4.系統(tǒng)按照型號中種類定義輸出；

　　5.可自動識別、校正剎車片位置及角度；

　　6.系統(tǒng)可設(shè)定內(nèi)外片數(shù)量差，并根據(jù)檢測分揀結(jié)果提示上料要求；

　　7.根據(jù)檢測結(jié)果提供分揀控制信號并完成分揀；

　　8.檢測精度可調(diào)，最小可達(dá)0.1mm；

　　9.自動傳輸、自動識別

　　10.氣缸驅(qū)動分類；

　　11.觸摸屏操作，跟簡單便利；

　　12.型材架構(gòu)，輕而簡便；

6、更多產(chǎn)品檢測
            

                           機(jī)器視覺之印刷包裝行業(yè)應(yīng)用

    目前，由于印刷工藝日益復(fù)雜，印刷材料成本不斷增加，減少廢品的生成，提高質(zhì)量控制能力，成為印刷廠面臨的一個重要課題。然而，大多數(shù)印刷廠都采用人工檢測的方法，該方法存在諸多缺點(diǎn)：如檢測速度慢、檢測精度低、檢測標(biāo)準(zhǔn)不一致等。

   公司自主研發(fā)的彩色印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)不但克服了人工檢測方法的缺點(diǎn)，同時(shí)也發(fā)揮了自己的優(yōu)點(diǎn)：如產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，檢測速度快，檢測精度高等，現(xiàn)已成功應(yīng)用于書報(bào)刊物、海報(bào)圖畫、卡片傳單等快速印刷領(lǐng)域，并在煙包、藥包、化妝品包裝、各種標(biāo)簽等產(chǎn)品的檢測中，可成功檢測凹凸偏位、刀絲、文字漏印、套印偏差、色差、模切偏位、拉條、拉墨、燙金缺失等缺陷。

1.高清彩圖印刷

2.煙包檢測
          

                               機(jī)器視覺之醫(yī)藥生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用

  2011年新版藥品GMP正式實(shí)施，這對整個醫(yī)藥行業(yè)具有革命性意義，標(biāo)志著我國藥品生產(chǎn)將進(jìn)入更為科學(xué)、系統(tǒng)的嶄新時(shí)代。新版GMP直接與歐盟、美國FDA和WHO等“國際標(biāo)準(zhǔn)”看齊，對藥品質(zhì)量安全提高到了一個全所未有的高度，也對我國制藥企業(yè)提出了的新挑戰(zhàn)。目前，在藥品生產(chǎn)和包裝環(huán)節(jié)，主要通過人工燈檢方式來檢測產(chǎn)品質(zhì)量，但這種人工檢測的方式存在主觀性強(qiáng)、速度慢、易受干擾、易疲勞等問題；隨著GMP標(biāo)準(zhǔn)提高和用工成本上升，對生產(chǎn)自動化程度要求越來越高，原有的人工燈檢方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)自動化和質(zhì)量管理的要求，智能化全自動燈檢是未來發(fā)展的必然趨勢，并逐漸被藥企所接受和重視，開始引進(jìn)相關(guān)的全自動檢測系統(tǒng)，以提高藥品質(zhì)量的檢測水平。

我公司子公司三葉草公司針依托自身在機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和研發(fā)積累，能夠根據(jù)醫(yī)藥企業(yè)實(shí)際需求設(shè)計(jì)出系統(tǒng)方案，以滿足藥企日益增長的對藥品質(zhì)量全自動檢測的需要。具體運(yùn)用如下：

                                 機(jī)器視覺之食品飲料行業(yè)應(yīng)用

   檢測自動化（機(jī)器視覺系統(tǒng)）在食品飲料行業(yè)的應(yīng)用主要是檢測 PE、PET飲料瓶在自動灌裝、自動旋蓋和噴碼過程出現(xiàn)高蓋、歪蓋、破蓋、無蓋、液位偏低和無噴碼等問題。PE、PET飲料瓶生產(chǎn)速度很快，可達(dá)400～800瓶/分鐘，當(dāng)前產(chǎn)品的封裝性檢測依靠人眼來完成，但在高速的流水線上長期工作，很容易產(chǎn)生疲勞和漏檢的情況，出廠產(chǎn)品的封裝質(zhì)量很難得到有效的保證，不可避免會在成品中包含不合格產(chǎn)品。

    隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺系統(tǒng)在歐美等發(fā)達(dá)國家已得到廣泛的應(yīng)用，目前，國內(nèi)一些有實(shí)力、有遠(yuǎn)見的公司也開始嘗試采用，巨大的回報(bào)令人們意識到機(jī)器視覺的強(qiáng)大功效，成為自動化領(lǐng)域發(fā)展的一個分支。各飲料企業(yè)的PE、PET飲料瓶的高蓋、歪蓋等檢測系統(tǒng)引進(jìn)試點(diǎn)項(xiàng)目是具有重大戰(zhàn)略意義的舉措，我公司子公司三葉草公司依托自身在機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和研發(fā)積累可以為食品飲料企業(yè)在自動化檢測項(xiàng)目中提供全面的解決方案和強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

    此外，機(jī)器視覺技術(shù)也可對玻璃瓶裝、罐裝、盒裝的食品和飲料進(jìn)行外觀檢測。