高速高精度接插件產(chǎn)品在線視覺(jué)系統(tǒng)

文/黃軍初·杭州嘉力訊電子科技有限公司楊春艷·上海錫明光電科技有限公司

高速高精度接插件產(chǎn)品在線視覺(jué)系統(tǒng)

文/黃軍初·杭州嘉力訊電子科技有限公司楊春艷·上海錫明光電科技有限公司

在現(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(chē)零件批量加工、端子尺寸檢測(cè)、SMT裝配、太陽(yáng)能電池板定位、IC的字符識(shí)別等等，通常這種帶有高度重復(fù)性和智能性的工作只能用人肉眼來(lái)完成，但有些時(shí)候，如微小的尺寸要精確快速測(cè)量、形狀匹配、顏色識(shí)別等，人們根本無(wú)法用肉眼連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行，其他物理傳感器也無(wú)用武之地。這時(shí)，我們考慮到了可利用CCD照相機(jī)抓取圖像，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，達(dá)到判別的目的。這樣，就可以把計(jì)算機(jī)的快速性、可重復(fù)性、與人眼視覺(jué)的高度智能化和抽象能力相結(jié)合。而且，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)運(yùn)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境下，精度和速度的可靠性也很高。

市場(chǎng)的擴(kuò)展得益于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)步，這體現(xiàn)在簡(jiǎn)單化、豐富的產(chǎn)品特性和較高的成功率。一個(gè)成功的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)過(guò)細(xì)致工程處理來(lái)滿足一系列明確要求的系統(tǒng)。當(dāng)這些要求完全確定后，這個(gè)系統(tǒng)就設(shè)計(jì)并建立起來(lái)滿足這些精度的要求。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備精密控制、智能化、自動(dòng)化的有效途徑，堪稱現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的“機(jī)器眼睛”。其最大的優(yōu)點(diǎn)為：

⑴實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。對(duì)觀測(cè)與被觀測(cè)者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。

⑵具有較寬的光譜響應(yīng)范圍。機(jī)器視覺(jué)則可利用專用的光敏元件，觀測(cè)到人類(lèi)無(wú)法看到的世界，從而擴(kuò)展了人類(lèi)視覺(jué)范圍。

⑶長(zhǎng)時(shí)間工作。人類(lèi)難以長(zhǎng)時(shí)間地對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行觀察。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)則可以長(zhǎng)時(shí)間地執(zhí)行觀測(cè)、分析與識(shí)別任務(wù)，并可應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。

總的來(lái)說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)是：精度高，連續(xù)性好，成本效率高和靈活性強(qiáng)。機(jī)器視覺(jué)比光學(xué)或機(jī)器傳感器有更好的可適用性，它們使自動(dòng)機(jī)器具有了多樣性、靈活性和可重組性。當(dāng)需要改變生產(chǎn)過(guò)程時(shí)，對(duì)機(jī)器視覺(jué)來(lái)說(shuō)“工具更換”僅僅是軟件的變換而不是更昂貴的硬件。當(dāng)生產(chǎn)線重組后，視覺(jué)系統(tǒng)往往可以重復(fù)使用。機(jī)器視覺(jué)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。

事實(shí)上任何系統(tǒng)都有它的缺陷，視覺(jué)系統(tǒng)再快也快不過(guò)機(jī)械系統(tǒng)，產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)是靠全過(guò)程控制出來(lái)的，并不只是檢測(cè)出來(lái)的。

沖壓成形檢測(cè)系統(tǒng)是裝設(shè)在沖床或成形機(jī)后面，自動(dòng)對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的零件進(jìn)行高速自動(dòng)檢測(cè)通過(guò)系統(tǒng)教導(dǎo)學(xué)習(xí)，自動(dòng)檢測(cè)所設(shè)定產(chǎn)品的各相關(guān)尺寸和表面缺陷，如長(zhǎng)度、角度、間距、圓、圓弧、劃痕、毛邊、缺料等。一次設(shè)定后存儲(chǔ)參數(shù)，在下次生產(chǎn)時(shí)可直接調(diào)出，簡(jiǎn)單方便。如果檢測(cè)到不良品，可通知設(shè)備停機(jī)或自動(dòng)裁切(選配），檢測(cè)速度可達(dá)10m/min，檢測(cè)精度為0.002～0.005mm，產(chǎn)品料號(hào)可以實(shí)現(xiàn)快換、節(jié)省時(shí)間和提高產(chǎn)品質(zhì)量。圖1為檢測(cè)金屬表面的鍍金區(qū)域。檢測(cè)系統(tǒng)在設(shè)備中的組裝如圖2所示。測(cè)量產(chǎn)品的正位度達(dá)0.1mm，速度1pc/s，產(chǎn)品的上料方式也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。

圖1 鍍金區(qū)域的檢測(cè)

圖2 組裝圖

用機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)成功地與現(xiàn)代化設(shè)備無(wú)縫兼容，大幅度提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，提高了生產(chǎn)效率，成功解決了視覺(jué)系統(tǒng)代替人眼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高速高精度檢測(cè)，提高了生產(chǎn)工藝。機(jī)器視覺(jué)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)監(jiān)測(cè)時(shí)，必須使視覺(jué)系統(tǒng)具備分布式聯(lián)網(wǎng)能力，機(jī)器視覺(jué)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(jué)技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，它將在現(xiàn)在和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣范的應(yīng)用。