機(jī)器視覺——讓制造智能化

隨著中國制造2025的深入，工業(yè)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)勢(shì)頭，而充當(dāng)工業(yè)機(jī)器人“火眼金睛”角色的機(jī)器視覺功不可沒。

毫無疑問，未來智能化是制造自動(dòng)化的發(fā)展方向。尤其是當(dāng)前以高端裝備制造為核心的智造工業(yè)4.0時(shí)代背景下。隨著中國制造2025的深入，工業(yè)智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)勢(shì)頭，而充當(dāng)工業(yè)機(jī)器人“火眼金睛”角色的機(jī)器視覺功不可沒。

讓制造智能化

機(jī)器視覺是采用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量與判斷，其功能不僅局限于通過計(jì)算機(jī)攝取圖像接收信息，也包括對(duì)信息的處理和判斷，實(shí)現(xiàn)人眼視覺的延伸。

作為機(jī)器視覺的一大分支，工業(yè)視覺更多注重廣義圖像信號(hào)（激光，攝像頭）與自動(dòng)化控制（生產(chǎn)線）方面的應(yīng)用，即“眼睛對(duì)著機(jī)器”，具有自動(dòng)化和非接觸性的特點(diǎn)。

與人眼相比，工業(yè)視覺在精確程度、客觀程度、可重復(fù)性、成本以及效率上都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，現(xiàn)今工業(yè)視覺廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)步驟。在智能制造體系中，機(jī)器視覺的應(yīng)用主要可以歸納為四個(gè)方向：

尺寸測(cè)量

隨著制造工藝的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品尤其是大型構(gòu)件的外形設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜。同時(shí)，由于大型構(gòu)件的體積和重量限制，不便于經(jīng)常移動(dòng)，給傳統(tǒng)的測(cè)量方式帶來了巨大的困擾。

機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)是一種基于光學(xué)成像、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的無接觸的測(cè)量方式，擁有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，測(cè)量范圍更廣，而且相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量方式而言，擁有更高的測(cè)量精度和效率。

物體定位

傳統(tǒng)制造業(yè)中的焊接、搬運(yùn)、裝配等固定流程在工業(yè)機(jī)器人的操作過程中，零件的初始狀態(tài)與機(jī)器人的相對(duì)位置并不是固定的。這導(dǎo)致工件的實(shí)際擺放位置和理想加工位置存在差距，機(jī)器人難以按照原定的程序進(jìn)行加工。

隨著機(jī)器視覺技術(shù)以及更靈活的機(jī)器手臂的出現(xiàn)，這個(gè)問題得到了很好的解決，為智能制造的迅速發(fā)展提供了動(dòng)力。

零件檢測(cè)

零件檢測(cè)是機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中最重要的應(yīng)用之一，在制造生產(chǎn)的過程中，幾乎所有的產(chǎn)品都面臨著質(zhì)量檢測(cè)。

傳統(tǒng)的手工檢測(cè)存在著許多不足：首先，人工檢測(cè)的準(zhǔn)確性依賴于工人的狀態(tài)和熟練程度；其次，人工操作效率相對(duì)較低，不能很好的滿足大量生產(chǎn)檢測(cè)的要求；近年來人工成本也在逐步上升。

所以，機(jī)器視覺技術(shù)被廣泛用于產(chǎn)品檢測(cè)中，在制造環(huán)節(jié)中，某些步驟的缺失或者加工缺陷會(huì)導(dǎo)致零部件的丟失，以及孔洞、污漬、劃痕等常見的表面缺陷，這些工業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題，都可以通過視覺檢測(cè)及算法來解決。

圖像識(shí)別

在工業(yè)領(lǐng)域中的主要應(yīng)用有條形碼讀取、二維碼掃描識(shí)別等，以往多用NFC標(biāo)簽等載體進(jìn)行信息讀取，需要與產(chǎn)品進(jìn)行近距離接觸。

隨著工業(yè)攝像機(jī)等硬件設(shè)備的更新?lián)Q代，二維碼等標(biāo)識(shí)可以被遠(yuǎn)距離讀取和識(shí)別，而且攜帶的信息更豐富，可以將所有產(chǎn)品信息寫入二維碼，而無需聯(lián)網(wǎng)查詢信息。

變焦相機(jī)截取條碼影像與其他可視化信息，以控管產(chǎn)品品質(zhì)。

智能制造需求大，技術(shù)市場(chǎng)齊發(fā)展

可以預(yù)見隨著機(jī)器視覺與機(jī)器人的深入融合，可視機(jī)器人將在未來十年內(nèi)占據(jù)智能裝備領(lǐng)域重要一席之地。

目前，中國的機(jī)器視覺行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，是世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。

受益于配套基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善、制造業(yè)總體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、智能化水平不斷提高、政策利好等因素，中國機(jī)器視覺市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018年中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模首次超過100億元。隨著行業(yè)技術(shù)提升、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，未來機(jī)器視覺市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2019年市場(chǎng)規(guī)模將近125億元。

隨著工業(yè)視覺在精確度和重復(fù)性上的優(yōu)勢(shì)以及核心技術(shù)的不斷完善，工業(yè)視覺的下游應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展：

在汽車行業(yè)，幾乎所有的系統(tǒng)和零部件制造流程均可收益；

醫(yī)療器械和制藥行業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量的高要求也需要機(jī)器視覺進(jìn)行參與；

食品飲料領(lǐng)域，機(jī)器視覺能幫助企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的準(zhǔn)確檢測(cè)，跟上生產(chǎn)線的速度，降本提效．．．．．．

智能制造離不開機(jī)器視覺，具備“眼睛”的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備將為新時(shí)代制造業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)、可靠的成本和質(zhì)量保障。