世界智能制造,探索智能技术引领下的制造业未来
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2024-04-29
机器视觉解决方案及措施主要包括以下几个方面:
系统组成:机器视觉系统主要由机器、视觉和系统三部分组成。其中,机器负责机械的运动和控制;视觉通过光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡等来实现;系统主要是指软件,也可理解为整套的机器视觉设备。具体到硬件层面,包括照明系统、镜头、摄像机、图像卡以及运动装置等。
技术应用:机器视觉技术广泛应用于多个领域,如质量检测与分类、零件检测、电池产品定位检测、锂电池极片检测系统等。特别是在3D机器视觉检测应用中,由于2D机器视觉检测对于检测物体平面度、表面角度、厚度、高度、体积等无法测量,因此用户选用3D机器视觉检测系统以满足特定场景的需求。
发展趋势:机器视觉行业正逐步从2D视觉向3D视觉发展,并且在AI加持下向着许多非标准化场景的新兴领域横向扩张。这一趋势反映了机器视觉技术在提高精确度和适应性方面的进步。
解决方案提供商:一些公司提供了专门的机器视觉解决方案,如Zebra提供的固定式工业扫描和机器视觉解决方案,旨在减少生产缺陷,提升产品质量和吞吐量配额。此外,英特尔提供的端边云AI机器视觉解决方案,涵盖了多种软硬件产品,为智能制造提供坚实助力。
集成与优化:为了实现机器视觉的真正优化,一些系统集成商(SIer)汇集了图像检测关键技术,并保持设备选择和对现场定制的灵活性。例如,OTF-6636是一款高度集成的视觉控制器,专为机器视觉应用而设计,具备卓越的计算性能、灵活的扩展能力,以及实时视觉I/O控制和摄像头通信接口,提供了一个整体解决方案。
综上所述,机器视觉解决方案及措施涵盖了系统的组成、技术的应用、行业的发展趋势、解决方案提供商的服务以及系统的集成与优化等多个方面。
机器视觉系统中的最新硬件技术和组件主要包括:
CMOS传感器:Teledyne FLIR在其最新版的USB3、GigE、10GE、封装板级和推断摄像头中采用了全新的CMOS传感器,这些传感器以勘测级精度实现高分辨率360°视觉覆盖。
光源、镜头、工业相机、图像处理器、图像采集卡:这些是机器视觉产业链上游的主要硬件组成部分。它们共同构成了重要的机器视觉系统组成部件,其中软件部分包含图像处理软件及相关的网络/通信组件。
视觉处理组件以及片上系统:这些组件协同工作,使机器能够理解和解释图像数据。图像和视觉处理组件包括视觉算法,它们能够分析图像并进行相应的处理。
3D机器视觉技术:未来,中国机器视觉行业将朝着3D机器视觉、深度学习等趋势发展,这表明3D机器视觉技术也是当前及未来发展的重要方向之一。
这些技术和组件的发展和应用,为机器视觉系统提供了强大的硬件支持,使其在电子、新型显示和汽车等行业中的应用不断提升,同时也推动了市场规模的不断扩大。随着技术的不断进步和应用领域的扩展,预计未来几年内,机器视觉市场将继续保持快速增长的趋势。
评估和选择适合特定行业需求的机器视觉解决方案提供商,首先需要明确机器视觉系统的基本性能指标和功能需求。可以从以下几个方面进行综合考量:
性能指标:机器视觉系统的性能评估涉及多个方面,包括检测目标、检测任务、检测速度、检测精度、检测软件、信号处理和数据记录等。此外,还应关注图像分类性能指标,如混淆矩阵、准确率、召回率、F1值和ROC曲线等。这些指标能够从不同角度反映机器视觉系统的性能。
技术实力和可靠性:选择供应商时,不仅要考虑解决方案本身的适应性,还需要评估供应商的技术实力和可靠性。这包括供应商的研发能力、产品品质和准确度、技术支持和维护服务等。
定制化能力和成本效益:根据特定行业的具体需求,可能需要供应商提供定制化的解决方案。因此,供应商的定制化能力是一个重要的考量因素。同时,成本效益也是选择供应商时必须考虑的因素之一,以确保在满足性能和功能需求的前提下,获得性价比高的解决方案。
客户评价和口碑:参考其他客户的评价和口碑可以为选择供应商提供重要的参考信息。通过了解供应商过往的项目案例、客户反馈等信息,可以更全面地评估其服务质量和市场声誉。
技术发展趋势和兼容性:考虑到机器视觉技术的快速发展,选择的解决方案提供商应具备良好的技术更新能力和兼容性,以适应未来技术的发展和应用需求的变化。
评估和选择适合特定行业需求的机器视觉解决方案提供商,需要综合考虑性能指标、技术实力和可靠性、定制化能力和成本效益、客户评价和口碑以及技术发展趋势和兼容性等多个方面。通过全面的评估和比较,可以选择出最适合自己需求的供应商。
3D机器视觉检测技术在实际应用中的优势主要包括:能够在线快速检测移动目标物,获取形状和对比度信息;消除手动检查带来的错误,实现部件和装配的100%在线质量控制;最大限度地缩短检测周期和召回时间,提高生产质量和生产量;与2D视觉相比,3D机器视觉的图像检测更接近人类的眼睛,能够提取物体的尺寸、表面积、体积和形体尺寸等更为详细的信息54。此外,3D机器视觉技术被广泛应用于多个行业,如物流、电商、教育、医疗、化工、食品、家电、陶瓷、卫浴、玩具、车企、船舶等,显示了其广泛的适用性和重要性。
然而,3D机器视觉检测技术也存在一些局限性。在某些特殊情况下,例如光线不足或目标物体表面特别复杂时,可能会影响检测的准确性。这表明3D机器视觉技术在面对特定环境条件时可能会遇到挑战,需要进一步的技术改进和优化以克服这些限制。
3D机器视觉检测技术在提高生产效率、精度和质量控制方面具有显著优势,但同时也需要注意其在特定环境下的局限性,并寻求相应的解决方案。
AI对机器视觉技术的发展产生了深远的影响,尤其是在提高精确度和适应性方面。首先,AI大模型的应用极大地扩展了机器视觉的应用场景,包括图像分类、目标检测、对象识别等。这些应用场景的多样化直接推动了机器视觉技术在精确度和适应性方面的提升。
在提高精确度方面,通过融合人工智能的机器视觉算法,可以优化模型、算法和指令,从而提升整体检测的速度与准确率。例如,在PCB板检测场景中,利用“传统机器视觉+深度学习”技术,可以提取出丰富的特征信息进行识别,并在复杂的光照环境中实现更高的精度。此外,高精度的系统标定也是提高机器视觉系统精度的关键步骤之一。
在适应性方面,AI和机器视觉的结合使得机器人等工业设备能够更好地适应不同的位置、光照以及复杂环境。这种适应性的提升,使得机器视觉技术能够在更多领域得到应用,如医疗成像、监控、自动驾驶汽车等。AI技术的发展还降低了图像处理的门槛,推动了机器视觉在下游各场景领域的应用。
AI通过提供更高效的算法、优化模型和指令,以及降低图像处理的门槛等方式,显著提高了机器视觉技术的精确度和适应性,使其能够在更广泛的领域中发挥重要作用。
高度集成的视觉控制器,如OTF-6636,是一种集成了多种功能和技术的设备,主要用于机器视觉系统中。这些控制器的工作原理和应用案例可以从以下几个方面进行详细解析:
工作原理:
高度集成的视觉控制器通常包含了图像采集、分析处理、信息传输等功能。它们通过前端光学摄像头采集数字化图像,然后对这些图像进行分析处理,以提取相关信息。
这些控制器还可能包括光源控制技术,以满足高精度和高速度视觉检测系统对光源质量和控制方式的特殊需求。光源照明控制能够使图像中的目标信息与背景信息得到合理分离,从而提高系统的精度和可靠性。
智能视觉传感技术的应用,使得这些控制器能够独立完成图像采集、分析处理、信息传输等任务,取代了PC平台的视觉系统。
在机器视觉系统中的应用案例:
在工业自动化领域,高度集成的视觉控制器可以用于Mark点定位,通过Mark点的位置确定其他产品或零件的位置,进而用于检测、组装装配等任务。
结合运动控制,机器视觉系统可以实现高效率、高度自动化的特点,具有很高的分辨率精度与速度。这种结合不仅提高了生产效率,还确保了操作的安全性和可靠性。
视觉控制器的应用还包括在智能工厂中作为“眼睛和大脑”的角色,随着生产设备的集成化发展,越来越多的视觉系统将运动控制结合到其架构中,打破了传统的控制流程。
高度集成的视觉控制器如OTF-6636,在机器视觉系统中的应用非常广泛,它们通过集成先进的图像采集、分析处理技术和光源控制技术,为工业自动化提供了高效、可靠的解决方案。这些控制器不仅能够提高生产效率和产品质量,还能确保操作的安全性和可靠性。
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