高速高精度接插件產(chǎn)品在線視覺系統(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)視和零件識別應(yīng)用，如汽車零件批量加工、端子尺寸檢測、SMT裝配、太陽能電池板定位、IC的字符識別等等，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完成，但有些時候，如微小的尺寸要精確快速測量、形狀匹配、顏色識別等，人們根本無法用肉眼連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行，其他物理傳感器也無用武之地。這時，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、與人眼視覺的高度智能化和抽象能力相結(jié)合。而且，機(jī)器視覺系統(tǒng)運(yùn)用在工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境下，精度和速度的可靠性也很高。

市場的擴(kuò)展得益于機(jī)器視覺技術(shù)的進(jìn)步，這體現(xiàn)在簡單化、豐富的產(chǎn)品特性和較高的成功率。一個成功的機(jī)器視覺系統(tǒng)是一個經(jīng)過細(xì)致工程處理來滿足一系列明確要求的系統(tǒng)。當(dāng)這些要求完全確定后，這個系統(tǒng)就設(shè)計(jì)并建立起來滿足這些精度的要求。機(jī)器視覺系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備精密控制、智能化、自動化的有效途徑，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)非接觸測量。對觀測與被觀測者都不會產(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)器視覺則可利用專用的光敏元件，觀測到人類無法看到的世界，從而擴(kuò)展了人類視覺范圍。

⑶長時間工作。人類難以長時間地對同一對象進(jìn)行觀察。機(jī)器視覺系統(tǒng)則可以長時間地執(zhí)行觀測、分析與識別任務(wù)，并可應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。

總的來說，機(jī)器視覺的優(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)器視覺比光學(xué)或機(jī)器傳感器有更好的可適用性，它們使自動機(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)過程時，對機(jī)器視覺來說“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，視覺系統(tǒng)往往可以重復(fù)使用。機(jī)器視覺的應(yīng)用正越來越多地代替人去完成許多工作，這無疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動化水平和檢測系統(tǒng)的智能水平。

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

沖壓成形檢測系統(tǒng)是裝設(shè)在沖床或成形機(jī)后面，自動對生產(chǎn)出來的零件進(jìn)行高速自動檢測通過系統(tǒng)教導(dǎo)學(xué)習(xí)，自動檢測所設(shè)定產(chǎn)品的各相關(guān)尺寸和表面缺陷，如長度、角度、間距、圓、圓弧、劃痕、毛邊、缺料等。一次設(shè)定后存儲參數(shù)，在下次生產(chǎn)時可直接調(diào)出，簡單方便。如果檢測到不良品，可通知設(shè)備停機(jī)或自動裁切(選配），檢測速度可達(dá)10m/min，檢測精度為0.002～0.005mm，產(chǎn)品料號可以實(shí)現(xiàn)快換、節(jié)省時間和提高產(chǎn)品質(zhì)量。圖1為檢測金屬表面的鍍金區(qū)域。檢測系統(tǒng)在設(shè)備中的組裝如圖2所示。測量產(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)場的需求進(jìn)行個性化設(shè)計(jì)。

圖1 鍍金區(qū)域的檢測

圖2 組裝圖

用機(jī)器視覺已經(jīng)成功地與現(xiàn)代化設(shè)備無縫兼容，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，成功解決了視覺系統(tǒng)代替人眼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高速高精度檢測，提高了生產(chǎn)工藝。機(jī)器視覺系統(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，在整個測量控制系統(tǒng)中，往往要與運(yùn)動控制系統(tǒng)配合完成位置和進(jìn)給控制，另外，生產(chǎn)線上對多工序進(jìn)行同步連續(xù)監(jiān)測時，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)見，它將在現(xiàn)在和未來制造企業(yè)中得到越來越廣范的應(yīng)用。