在不久之前,設(shè)計(jì)質(zhì)量控制系統(tǒng)的工程師還不得不在若干種檢驗(yàn)選項(xiàng)中做出選擇,沒有一種完全令人滿意。
    這些選項(xiàng)包括昂貴的單用途視覺系統(tǒng),多陣列低功能光電傳感器 ,以及易受疲勞和精力不集中影響的人眼檢驗(yàn)。然而,如今最先進(jìn)的視覺傳感器 正將傳統(tǒng)方法的最佳性能與史無前例的速度、精確度、尺寸及成本優(yōu)勢相結(jié)合。
    本文將比較各類傳感選項(xiàng)的功能,并證明為什么視覺傳感成為工業(yè)傳感器 市場中增長最快的領(lǐng)域。
視覺傳感的基本原理
    光電傳感器 包含一個(gè)光傳感元件,而視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素。圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量,以像素?cái)?shù)量表示。Banner工程公司提供的部分視覺傳感器能夠捕獲130萬像素。因此,無論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn),傳感器都能“看到”十分細(xì)膩的目標(biāo)圖像。
    在捕獲圖像之后,視覺傳感器 將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較,以做出分析。例如,若視覺傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件,則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件,或者螺栓未對準(zhǔn)的部件。此外,無論該機(jī)器部件位于視場中的哪個(gè)位置,無論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),視覺傳感器都能做出判斷。
視覺傳感器 的優(yōu)勢
    在可用的檢驗(yàn)備選方案中,即視覺系統(tǒng)、光電傳感器 、人工檢驗(yàn),以及視覺傳感器,視覺傳感器通常因其精確性、易用性、豐富功能及合理成本而成為最佳選擇。
    隨著各行業(yè)競爭越來越激烈,利潤率逐漸變小,制造商無法承受因瑕疵產(chǎn)品造成的高廢品率。因此,為在產(chǎn)生高昂成本之前檢測出問題,制造商正將檢驗(yàn)工作融入整個(gè)制造過程。
◆視覺系統(tǒng)與視覺傳感器 之比較
    復(fù)雜的視覺系統(tǒng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù),可執(zhí)行細(xì)致的自動(dòng)檢驗(yàn)。但是,復(fù)雜性和高成本妨礙了其在許多行業(yè)中的應(yīng)用,其價(jià)格通常從5000美元至50000美元以上。這些復(fù)雜的視覺系統(tǒng)需要一個(gè)或多個(gè)攝像頭、定制軟件以及一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它們往往需要聘請外部視覺顧問來設(shè)計(jì)、集成和安裝系統(tǒng)。
    此外,鑒于此類系統(tǒng)的專用性,無法將它們輕松地改作它用。這些復(fù)雜的系統(tǒng)通常要求持續(xù)的專業(yè)支持。
    盡管對復(fù)雜視覺系統(tǒng)的需求仍然存在,但是更廉價(jià)、更容易使用的視覺傳感器 的推出,為一些工業(yè)應(yīng)用提供了性價(jià)比更佳的解決方案。此外,由于視覺傳感器更小、更易使用,制造商會(huì)更頻繁地在檢驗(yàn)和校驗(yàn)應(yīng)用中采用視覺解決方案。視覺傳感器在工廠自動(dòng)化的品質(zhì)提高及生產(chǎn)效率改進(jìn)方面功不可沒。
◆光電傳感器 與視覺傳感器之比較
    與光電傳感器 相比,視覺傳感器賦予機(jī)器設(shè)計(jì)者更大的靈活性。以往需要多個(gè)光電傳感器的應(yīng)用,現(xiàn)在可以用一個(gè)視覺傳感器來檢驗(yàn)多項(xiàng)特征。視覺傳感器能夠檢驗(yàn)大得多的面積,并實(shí)現(xiàn)了更佳的目標(biāo)位置和方向靈活性。

    這使視覺傳感器 在某些原先只有依靠光電傳感器才能解決的應(yīng)用中受到廣泛歡迎。在傳統(tǒng)上,這些應(yīng)用還需要昂貴的配件,以及能夠確保目標(biāo)物體始終以同一位置和姿態(tài)出現(xiàn)的精確運(yùn)動(dòng)控制。

    此外,由于一個(gè)基本視覺傳感器 的成本僅相當(dāng)于數(shù)個(gè)具有較貴配件的光電傳感器,因此價(jià)格已不再是問題。
    視覺傳感器 為應(yīng)用的切換提供了無與倫比的靈活性。例如,生產(chǎn)工序的切換(從單份裝酸奶 切換成冰淇淋桶)可能僅需數(shù)秒鐘,并且可遙控完成。附加的檢驗(yàn)條件可輕松地添加到此應(yīng)用中。
◆人工檢驗(yàn)和視覺傳感器 之比較
    無論工廠自動(dòng)化有何進(jìn)步,許多檢驗(yàn)仍用肉眼來完成。但是,在大多數(shù)應(yīng)用中,視覺傳感器 的許多優(yōu)勢非手動(dòng)檢驗(yàn)流程所能及。視覺傳感器能夠以高得多的速度工作；以低得多的成本執(zhí)行重復(fù)、多次、一致的檢驗(yàn)。
不斷擴(kuò)展的應(yīng)用范圍
    視覺傳感器 的低成本和易用性已吸引機(jī)器設(shè)計(jì)師和工藝工程師將其集成入各類曾經(jīng)依賴人工、多個(gè)光電傳感器,或根本不檢驗(yàn)的應(yīng)用。視覺傳感器的工業(yè)應(yīng)用包括檢驗(yàn)、計(jì)量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應(yīng)用范例：
◆在汽車 組裝廠,檢驗(yàn)由機(jī)器人涂抹到車門邊框的膠珠是否連續(xù),是否有正確的寬度。
◆在瓶裝廠,校驗(yàn)瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確,以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中
◆在包裝生產(chǎn)線 ,確保在正確的位置粘貼正確的包裝標(biāo)簽
◆在藥品包裝生產(chǎn)線,檢驗(yàn)阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片。
◆在金屬?zèng)_壓公司,以每分鐘逾150片的速度檢驗(yàn)沖壓部件,比人工檢驗(yàn)快13倍以上
結(jié)論：    對于視覺傳感器 而言,這是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻。曾經(jīng)需要大量專業(yè)知識(shí)的技術(shù),現(xiàn)在變得經(jīng)濟(jì)、易用。采用該技術(shù)的未來產(chǎn)品開發(fā)將繼續(xù)此趨勢?，F(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何讓各個(gè)行業(yè)意識(shí)到視覺傳感器在所有制造領(lǐng)域的潛力,其中包括質(zhì)量控制、測量和檢驗(yàn)流程。
機(jī)器視覺提高質(zhì)控效率
    對于工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化,機(jī)器視覺是實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)的基礎(chǔ)和一種重要的質(zhì)量控制的手段。以下是歐姆龍對國內(nèi)機(jī)器視覺市場的一些看法。
    機(jī)器視覺,顧名思義就是使用機(jī)器的自動(dòng)化方法,實(shí)現(xiàn)類似人類視覺(眼睛+視覺神經(jīng)中樞+視覺神經(jīng)細(xì)胞)的功能。對于工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化,機(jī)器視覺是實(shí)現(xiàn)真正意義的自動(dòng)的基礎(chǔ)和一種重要的質(zhì)量控制的手段。