CCD機器視覺檢測
視覺檢測
?視覺檢測就是用機器代替人眼來做測量和判斷。視覺檢測是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置,分 CMOS 和CCD 兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。是用于生產、裝配或包裝的有價值的機制。它在檢測缺陷和防止缺陷產品被配送到消費者的功能方面具有不可估量的價值。
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一、結構
一個機器視覺系統(tǒng)包括以下三大塊:
1、照明
2、鏡頭
3、相機
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二、圖像采集
圖像采集卡只是完整的機器視覺系統(tǒng)的一個部件,但是它扮演一個非常重要的角色。圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口:黑白、彩色、模擬、數字等等。
比較典型的是PCI或AGP兼容的捕獲卡,可以將圖像迅速地傳送到計算機存儲器進行處理。有些采集卡有內置的多路開關。例如,可以連接8個不同的攝像機,然后告訴采集卡采用那一個相機抓拍到的信息。有些采集卡有內置的數字輸入以觸發(fā)采集卡進行捕捉,當采集卡抓拍圖像時數字輸出口就觸發(fā)閘門。
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視覺處理器
視覺處理器集采集卡與處理器于一體。以往計算機速度較慢時,采用視覺處理器加快視覺處理任務。由于采集卡可以快速傳輸圖像到存儲器,而且計算機也快多了,所以視覺處理器用的較少了。
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三、應用現狀
在國外,機器視覺的應用普及主要體現在半導體及電子行業(yè),其中大概40%-50%都集中在半導體行業(yè)。具體如PCB印刷電路:各類生產印刷電路板組裝技術、設備;單、雙面、多層線路板,覆銅板及所需的材料及輔料;輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件;電子封裝技術與設備;絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表面貼裝:SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等;再流焊機、波峰焊機及自動化生產線設備。電子生產加工設備:電子元件制造設備、半導體及集成電路制造設備、元器件成型設備、電子工模具。機器視覺系統(tǒng)還在質量檢測的各個方面已經得到了廣泛的應用,并且其產品在應用中占據著舉足輕重的地位。除此之外,機器視覺還用于其他各個領域。2000年來,零售商和消費者對可導致健康風險或增加零售商成本的不合格產品來越沒有忍耐力。如果視覺檢測機制正確執(zhí)行和管理,就可成為強大的工具用于:
-保護制造商、零售商和消費者的利益,不會出現貼錯標簽和無法識別過敏原標簽的包裝
-有助于保護品牌聲譽
-遵守行業(yè)最佳實踐指南和零售商標準
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視覺檢測效果
研究顯示,65%的消費者在購買產品時會參考包裝。如果包裝貼錯標簽或標簽被損壞,隱藏潛在的有害成分,這會導致產品召回、罰款、甚至是法律訴訟。有調查表明食品行業(yè)中55%的召回都是由不正確的標簽所導致的,食品過敏原就是一個十分普遍的例子。
視覺檢測是計算機學科的一個重要分支,它綜合了光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術,涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域。自起步發(fā)展至今,已經有20多年的歷史,其功能以及應用范圍隨著工業(yè)自動化的發(fā)展逐漸完善和推廣,其中特別是目前的數字圖像傳感器、CMOS和CCD攝像機、DSP、FPGA、ARM等嵌入式技術、圖像處理和模式識別等技術的快速發(fā)展,大大地推動了機器視覺的發(fā)展。簡而言之,機器視覺解決方案就是利用機器代替人眼來作各種測量和判斷。
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發(fā)展歷史
1950年代,圖像處理成為機械工業(yè)的一個檢測項目,視覺檢測作為一項生產檢測機制誕生了;
1960-1970年代,導彈和航天工業(yè)興起,人工檢測無法實現對導彈等精密工業(yè)品的檢測,視覺檢測機開始出現;
1980年代,機械視覺檢測被應用于當時方興未艾的半導體工業(yè);
1990年代,智能相機的出現使視覺檢測技術得到飛速發(fā)展,推動了制造業(yè)的視覺應用;
2000年,數碼相機的發(fā)明和普及,使得老式的幀式抓取相機被淘汰,視覺檢測的成本大大降低;
2005年,梅特勒-托利多公司推出了世界上首臺人機界面良好的視覺檢測機。從此,工人在生產線上操作視覺檢測設備就像操作電腦一樣簡單。
今天,歐盟、美國等國家已通過法規(guī)明確規(guī)定了產品制造商應該進行的視覺檢測項目及標準。國內外也有很多廠商設計出了高度智能的視覺檢測解決方案。越來越多的企業(yè)也開始在自己的生產線上安裝視覺檢測系統(tǒng)。總之,視覺檢測技術和機制已經得到了廣泛的推廣。
工作原理
視覺檢測涉及拍攝物體的圖像,對其進行檢測并轉化為數據供系統(tǒng)處理和分析,確保視覺檢測過程符合其制造商的質量標準。不符合質量標準的對象會被跟蹤和剔除。掌握視覺檢測系統(tǒng)的工作原理對評估該系統(tǒng)對公司運作所做的貢獻十分重要。必須充分在設置視覺檢測系統(tǒng)時所涉及到的變量。正確設置這些變量,采用合適的容差,這對確保在動態(tài)的生產環(huán)境中有效而可靠地運行系統(tǒng)而言至關重要。如果一個變量調整或設計不正確,系統(tǒng)將連續(xù)出現錯誤剔除,證明使用不可靠。