圖片來(lái)自“東方IC”

【編者按】在生產(chǎn)制造行業(yè)，安全和防范意識(shí)的提升成為工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)大行其道的助推力;在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法則可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。由此，工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)該有著廣泛的應(yīng)用前景。

工業(yè)機(jī)器人加上視覺(jué)就等于有了一雙“眼睛”，能更靈活的完全代替人類(lèi)工作，機(jī)器人視覺(jué)分為2D和3D，通過(guò)3D視覺(jué)可以對(duì)物體進(jìn)行3D掃描，能夠獲取物體的立體信息，通過(guò)算法精準(zhǔn)的定位，讓生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)物料的使用把控更加精準(zhǔn)。

工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)的應(yīng)用

(1)外觀檢測(cè)：檢測(cè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。說(shuō)機(jī)器視覺(jué)涉及到的醫(yī)藥領(lǐng)域，其主要檢測(cè)包括尺寸檢測(cè)、瓶身外觀缺陷檢測(cè)、瓶肩部缺陷檢測(cè)、瓶口檢測(cè)等。

(2)識(shí)別：利用機(jī)器視覺(jué)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象?？梢赃_(dá)到數(shù)據(jù)的追溯和采集，在汽車(chē)零部件、食品、藥品等應(yīng)用較多。

(3)引導(dǎo)和定位：視覺(jué)定位要求機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測(cè)零件并確認(rèn)其位置，上下料使用機(jī)器視覺(jué)來(lái)定位，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺(jué)取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定，這就是視覺(jué)定位在機(jī)器視覺(jué)工業(yè)領(lǐng)域最基本的應(yīng)用。

(4)高精度檢測(cè)：有些產(chǎn)品的精密度較高，達(dá)到0.01~0.02m甚至到u級(jí)，人眼無(wú)法檢測(cè)必須使用機(jī)器完成。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)工作過(guò)程

1)工件定位檢測(cè)器探測(cè)到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野中心，向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖。

2)圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。

3)攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開(kāi)始新的一幀掃描，或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來(lái)到之前處于等待狀態(tài)，啟動(dòng)脈沖到來(lái)后啟動(dòng)一幀掃描。

5)另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開(kāi)燈光照明，燈光的開(kāi)啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。

6)攝像機(jī)曝光后，正式開(kāi)始一幀圖像的掃描和輸出。

7)圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)通過(guò)A/D將其數(shù)字化，或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。

8)圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。

9)處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別，獲得測(cè)量結(jié)果或邏輯控制值。

10)處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。

在生產(chǎn)制造行業(yè)，安全和防范意識(shí)的提升，以及對(duì)于重復(fù)性勞動(dòng)帶來(lái)的傷害的重視，都成為工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)大行其道的助推力。同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機(jī)器視覺(jué)易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

工業(yè)機(jī)器人3D視覺(jué)應(yīng)用基于三角測(cè)量法的原理，讓用戶(hù)獲取生產(chǎn)過(guò)程中工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后去完成3D建模，再通過(guò)智能分析，把這個(gè)坐標(biāo)反饋給機(jī)械臂，然后機(jī)械臂就可以快速完成抓取工作。

現(xiàn)在自動(dòng)化行業(yè)柔性化生產(chǎn)要求越來(lái)越高，工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)產(chǎn)品將逐漸地小型化、智能化，屆時(shí)3D視覺(jué)技術(shù)可以應(yīng)用在更多的智能硬件產(chǎn)品上，當(dāng)然，視覺(jué)產(chǎn)品還需要長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)沉淀才能滿(mǎn)足更多行業(yè)的需要。

工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)的發(fā)展方向

從硬件方面，需要有更好的產(chǎn)品出現(xiàn)，比如更好的掃描器、工業(yè)相機(jī)等這些部件，從生產(chǎn)和環(huán)境適應(yīng)性的角度來(lái)講可以把它變成更好的傳感器。未來(lái)幾年的發(fā)展方向不但技術(shù)須更新?lián)Q代，應(yīng)用拓展方面，在于對(duì)客戶(hù)應(yīng)用的深入了解，只有越來(lái)越貼近用戶(hù)的需求，不斷改良自己的產(chǎn)品，才能使工業(yè)機(jī)器人之路走得更快更精。

目前，工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)的應(yīng)用行業(yè)越來(lái)越廣泛，如3D打印、裝配、建筑、電子、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)制造、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等等，隨著中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的深入，智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)有著更大的增長(zhǎng)勢(shì)頭，機(jī)器視覺(jué)作為必不可少的核心技術(shù)。