在世界各地?zé)o數(shù)生產(chǎn)和制造環(huán)境中,機(jī)器視覺系統(tǒng)始終確保數(shù)百萬計(jì)的產(chǎn)品符合嚴(yán)格的質(zhì)量和安全要求。一個有效的視覺系統(tǒng)可以消除缺陷、驗(yàn)證裝配以及跟蹤和采集生產(chǎn)流程每個階段的信息,從而幫助您提高效率和性能。另外,機(jī)器視覺還能幫助您實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化,從而減少生產(chǎn)錯誤,這相當(dāng)于降低了生產(chǎn)成本,并提高了客戶滿意度。
任何機(jī)器視覺系統(tǒng)的基本作用均是檢驗(yàn)、識別和引導(dǎo)元件。獨(dú)立式工業(yè)級視覺系統(tǒng)結(jié)合了視覺工具庫與圖像采集和處理功能。市場上提供廣泛的型號選擇,以滿足用戶不同的價(jià)格和性能需求。
由于目前市場上供應(yīng)如此多的視覺系統(tǒng),因此,試圖找出哪一款最適合您的特定應(yīng)用可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
僅找到一個可以執(zhí)行基本視覺任務(wù)的系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的;您還需要考慮一些其它因素,以確保成功部署。
無論您是機(jī)器視覺新用戶還是有經(jīng)驗(yàn)的老用戶,根據(jù)本指南所提供的十個關(guān)鍵問題的答案以及評估產(chǎn)品特定功能的有用建議,您可以有效完成視覺系統(tǒng)選擇過程。
1. 視覺系統(tǒng)是否易于設(shè)置應(yīng)用、創(chuàng)建自定義操作界面和管理視覺系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
2. 元件定位工具的重要性是什么?我如何能夠評估它們的性能
3. 視覺系統(tǒng)是否有全面的圖像預(yù)處理工具庫
4. 我應(yīng)該尋找哪些字符讀取和驗(yàn)證功能
5. 我如何能夠確定視覺系統(tǒng)測量工具的可重復(fù)性
6. 我如何評估工業(yè)代碼讀取工具?我應(yīng)該尋找哪些特定功能
7. 視覺系統(tǒng)可提供哪些網(wǎng)絡(luò)化和通信功能
8. 關(guān)于視覺系統(tǒng)配件,我應(yīng)該了解哪些方面
9. 視覺系統(tǒng)供應(yīng)商是否提供廣泛的硬件選項(xiàng)?它們對于我的環(huán)境來說是否足夠堅(jiān)固耐用
10. 視覺系統(tǒng)供應(yīng)商是否提供我所需的支持和學(xué)習(xí)服務(wù)
1. 視覺系統(tǒng)是否易于設(shè)置應(yīng)用、創(chuàng)建自定義操作界面和管理視覺系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
設(shè)置視覺應(yīng)用不應(yīng)要求您成為一名機(jī)器視覺專家。設(shè)置界面是否能夠幫助您完成一項(xiàng)視覺應(yīng)用的所有步驟(包括設(shè)置采集設(shè)置、定位和檢驗(yàn)元件以及將結(jié)果傳輸?shù)焦S車間的其它設(shè)備)?它是否需要編程知識,或者它是否為可配置系統(tǒng)?設(shè)置軟件是否易于校準(zhǔn)系統(tǒng)以便以實(shí)際應(yīng)用單位而不是像素執(zhí)行工作?當(dāng)您將工具添加到應(yīng)用時,它是否向您顯示通過和未通過工具的快速瀏覽以幫助您了解應(yīng)用的設(shè)置效果?它是否允許您建立完整的操作界面以便能夠變更公差或者支持生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換?系統(tǒng)是否提供維護(hù)工具用以備份、恢復(fù)或克隆系統(tǒng)以及進(jìn)行固件升級
2. 元件定位工具的重要性是什么?我如何能夠評估它們的性能
元件定位軟件工具在相機(jī)的視場范圍內(nèi)定位元件。這通常是任何視覺應(yīng)用的第一步,從最簡單的機(jī)器人拾放操作到最復(fù)雜的裝配驗(yàn)證任務(wù),無一例外。同時,它也是最關(guān)鍵的一步,因?yàn)槠渫鶝Q定應(yīng)用的成敗,如果您不能定位元件,那么,您也無法檢驗(yàn)、測量或者識別元件。
雖然聽起來足夠簡單,但在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中,定位元件可能極具挑戰(zhàn)性。視覺系統(tǒng)經(jīng)過培訓(xùn)后,基于圖案識別元件,但即使是最嚴(yán)格控制的制造流程,在元件呈現(xiàn)在視覺系統(tǒng)面前的方式上也允許出現(xiàn)一些變化。因此,視覺系統(tǒng)的元件定位工具必須足夠智能,以便快速、準(zhǔn)確地將培訓(xùn)圖案與生產(chǎn)線上移動的實(shí)際物品進(jìn)行比較,并允許元件外觀有一些變化。對于元件匹配工具來說,最重要的一點(diǎn)是,能夠容許比較起來有較大的變化,并忽略照明變化,同時始終充分可靠地定位正確的元件。
3. 視覺系統(tǒng)是否擁有全面的圖像預(yù)處理工具庫
圖像預(yù)處理工具改變原始圖像,以便在強(qiáng)調(diào)所需特征的同時,最大限度地減少所不需的特征。這為采用更多功能強(qiáng)大的工具獲得最佳性能做好了圖像準(zhǔn)備,可顯著提高整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和強(qiáng)大性。預(yù)處理工具能夠:
● 提高元件與其背景之間的對比度;
● 遮蓋不重要和可能造成混淆的圖像特征;
● 消除元件表面反射引起的“亮斑”,以及
● 使粗糙的表面紋理變光滑。
確保您所選擇的視覺系統(tǒng)包含全面的圖像預(yù)處理工具。
4. 我應(yīng)該尋找哪些字符讀取和驗(yàn)證功能
無論您是讀取汽車元件上壓印的字母數(shù)字代碼,還是驗(yàn)證藥瓶或包裝上的日期和批代碼信息,評估字符讀取和驗(yàn)證工具時,您需要尋找多種功能,包括:
● 功能強(qiáng)大的OCR技術(shù)用于處理流程變化
TOCR工具應(yīng)當(dāng)能夠處理典型的印刷變化,如筆劃寬度變化、字符歪斜、背景變化、字符粘連和廣泛的印刷流程變化。擁有較高的讀取率極其重要。
● 輕松的字體培訓(xùn)
此功能通過學(xué)習(xí)以一系列圖像出現(xiàn)的字符模型來建立字體。圖像應(yīng)包含每個字符的多個示例,并涵蓋生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的整個質(zhì)量范圍。
● 內(nèi)置圖像預(yù)處理工具
這些工具應(yīng)當(dāng)具備銳化字符邊線對比度和過濾圖像中無關(guān)緊要背景的能力。
● 靈活的域功能
靈活的域功能指同時字段化固定和可變字符串長度的能力。
5. 我如何能夠確定視覺系統(tǒng)測量工具的可重復(fù)性
如果您的一個應(yīng)用涉及關(guān)鍵的尺寸測量,視覺系統(tǒng)的測量工具必須精確,并且具有非常高的可重復(fù)性。
視覺系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有全套測量工具,允許您選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ?,以滿足您測量應(yīng)用的需求,而無需編寫自定義腳本或功能。
對于高精度測量,視覺系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠校正可能影響測量的鏡頭失真,尤其是在圖像的外部區(qū)域中。
6. 評估工業(yè)代碼讀取工具?我應(yīng)該尋找哪些特定功能
工業(yè)環(huán)境要求視覺系統(tǒng)能夠讀取質(zhì)量退化、標(biāo)記質(zhì)量不佳或者位置因元件而異的2D數(shù)據(jù)矩陣代碼。無論元件材料(如金屬、玻璃、陶瓷和塑料等)和所采用的元件標(biāo)記方法(如打點(diǎn)、蝕刻、熱壓和噴墨等)如何,視覺系統(tǒng)均應(yīng)獲得良好的讀取效果。
除這些標(biāo)準(zhǔn)以外,您需要尋找的其它特定代碼讀取功能包括:
● 代碼質(zhì)量驗(yàn)證
● 尋找能夠根據(jù)既定標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證代碼質(zhì)量的視覺產(chǎn)品。
● 這能夠提供關(guān)于標(biāo)記流程效果如何的寶貴信息。
● 讀取速度
根據(jù)您的生產(chǎn)線速度和生產(chǎn)量需求,您可能需要非常高速的讀碼器。目前可提供的最快速的視覺系統(tǒng)每分鐘可讀取7200個以上代碼。
7. 我應(yīng)該尋找哪些網(wǎng)絡(luò)化和通信功能
作為共享信息、支持決策和實(shí)現(xiàn)高效集成流程的一種手段,網(wǎng)絡(luò)化對于許多視覺應(yīng)用來說都是一項(xiàng)必不可少的功能。例如,網(wǎng)絡(luò)化使視覺系統(tǒng)能夠?qū)⑼ㄟ^/未通過結(jié)果傳輸?shù)絇C進(jìn)行分析,或者直接與PLC、機(jī)器人以及集成流程控制系統(tǒng)中的其它工廠自動化設(shè)備進(jìn)行通信。
如果您需要在企業(yè)層面將您的視覺系統(tǒng)連接到PC,請選擇支持全面的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)議庫的系統(tǒng):
● TCP/IP客戶端/服務(wù)器使視覺系統(tǒng)能夠輕松與其它視覺系統(tǒng)共享結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),并通過以太網(wǎng)控制設(shè)備,無需開發(fā)任何代碼。
● FTP(文件傳輸協(xié)議)允許將檢驗(yàn)圖像存儲在網(wǎng)絡(luò)上,供以后分析。
● Telnet是一種因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,其允許遠(yuǎn)程登錄和從主機(jī)設(shè)備連接。
● DHCP(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)允許視覺系統(tǒng)自動從服務(wù)器獲取其網(wǎng)絡(luò)IP地址,從而實(shí)現(xiàn)真正的即插即用性能。
● DNS(域名服務(wù))允許您為每個視覺系統(tǒng)分配一個有意義的名稱,如“裝瓶線系統(tǒng)1”,代替必須使用數(shù)字IP地址。
要使視覺系統(tǒng)集成PLC、機(jī)器人和您工廠車間的其它自動化設(shè)備,您所選擇的系統(tǒng)還必須支持以下協(xié)議:
● 工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,如EtherNet/IP、PROFINET、MC協(xié)議、POWERLINK和Modbus TCP。這些使視覺系統(tǒng)能夠通過一根以太網(wǎng)電纜連接到大多數(shù)常見的PLC和其它設(shè)備,從而消除了復(fù)雜布線方案和價(jià)格昂貴的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的需要。
● Fieldbus網(wǎng)絡(luò),包括CC-Link、DeviceNet和Profibus。通常需要協(xié)議網(wǎng)關(guān)配件將視覺系統(tǒng)添加到Fieldbus網(wǎng)絡(luò)。
● RS-232和RS-485串行協(xié)議,需要通過此類協(xié)議與大多數(shù)機(jī)器人控制器進(jìn)行通信。
最后,隨著在整個制造流程中對視覺系統(tǒng)的越發(fā)頻繁的運(yùn)用,以集中方式管理這些系統(tǒng)的需求變得越來越重要。確保您所選擇的視覺系統(tǒng)集成適當(dāng)?shù)能浖鼓軌蜉p松通過網(wǎng)絡(luò)從任何位置——無論是在工廠車間內(nèi)部,還是在工廠車間外面——遠(yuǎn)程監(jiān)控您所有視覺系統(tǒng)的操作。
8. 關(guān)于機(jī)器視覺系統(tǒng)配件,我應(yīng)該了解哪些方面
很多時候,人們對視覺系統(tǒng)的評估給予了過多的關(guān)注,而忽視了配件產(chǎn)品的重要性。配件的選擇可大大有助于確保系統(tǒng)無故障集成,并且在需要提供照明的情況下,甚至可能決定應(yīng)用的成敗。
為保證您快速、輕松地集成系統(tǒng),很重要的一點(diǎn)是,應(yīng)從可提供全面的可兼容配件的供應(yīng)商那里購買視覺系統(tǒng)。這將使您能夠了解每個配件是否經(jīng)過測試,且經(jīng)證實(shí)可與視覺系統(tǒng)兼容。更重要的是,在進(jìn)行應(yīng)用評估的過程中,銷售人員應(yīng)該能夠幫助確定最佳光源和光學(xué)元件解決方案,以提供確保視覺應(yīng)用成功的最佳機(jī)會。
應(yīng)尋找的配件包括:
● 光源-任何兩個生產(chǎn)區(qū)域均具有不同的環(huán)境照明條件,并且元件可能展示廣泛的表面特征。幾乎每個機(jī)器視覺解決方案均需要獨(dú)特的照明方法,以滿足其應(yīng)用目標(biāo)以及優(yōu)化性能。您的視覺系統(tǒng)供應(yīng)商應(yīng)提供各種不同的光源選項(xiàng),包括:環(huán)形燈,其從各個方向提供柔和、均勻的照明;背光燈,其創(chuàng)造元件與其背景之間的最大對比度;暗視場照明,其為表面不規(guī)則元件的圖像采集提供低角度照明。
● 通信模塊-確保您的供應(yīng)商提供各種通信外圍設(shè)備,如I/O模塊和網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)關(guān)模塊,其支持視覺系統(tǒng)與PLC、機(jī)器人和其它工廠自動化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的輕松、快速連接。
● 操作面板-網(wǎng)絡(luò)化的操作面板允許輕松的即插即用設(shè)置和部署以及持續(xù)的視覺系統(tǒng)監(jiān)控,無需PC。選擇操作面板時,應(yīng)尋找具有直觀、觸摸屏界面且支持多個相機(jī)視圖的類型。應(yīng)尋找的其它功能還包括高速可視化,其允許您查看生產(chǎn)線上的圖像和疊加圖形,以便操作員能夠輕松修改檢驗(yàn)參數(shù)以及瀏覽設(shè)備上的檢驗(yàn)結(jié)果。另外,其還應(yīng)足夠堅(jiān)固耐用,以承受嚴(yán)苛生產(chǎn)環(huán)境的挑戰(zhàn),并配備防眩光影響保護(hù)的LCD顯示器和NEMA級安裝擋板,以便安裝在面板或外殼內(nèi)時提供防塵和防水密封功能。
您所選擇的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)能夠向您提供性能、分辨率和耐用性各異的廣泛系統(tǒng)選擇。您不可能購買到“完全通用”的機(jī)器視覺。您的應(yīng)用可能需要線掃描相機(jī),而非區(qū)域掃描系統(tǒng)或者彩色系統(tǒng)。您也可能需要更高的分辨率,以滿足您較嚴(yán)格的公差標(biāo)準(zhǔn),或者需要能夠承受沖洗環(huán)境的系統(tǒng)。您的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)能夠提供同時滿足您檢驗(yàn)需求以及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的選項(xiàng)。
其它問題包括:您的生產(chǎn)線上是否有空間安裝視覺系統(tǒng)?如果空間有限,則應(yīng)提供適合實(shí)際空間大小的選項(xiàng)以及圖像采集選項(xiàng)。例如,如果產(chǎn)品的可視空間有限,線掃描相機(jī)可能是您可以考慮的選項(xiàng)。不同于需要看到整個元件以拍攝完整快照的區(qū)域掃描相機(jī),線掃描相機(jī)僅需看到產(chǎn)品的一小部分,以構(gòu)建整個圖像到內(nèi)存即可。這種比較可看作照片復(fù)印機(jī)(區(qū)域掃描)與桌面掃描儀(線掃描)之間的比較。