质量保证措施_ 适用于现代制造商的质量保证工具集

“机器视觉”的正式定义涵盖所有工业和非工业应用，其中硬件和软件的组合为设备提供操作指导，以根据图像捕获和处理执行其功能。简而言之，机器视觉可以帮助公司反复生产高质量的产品。由于制造次品的公司不会持续太久，制造业转向机器视觉以获得所需的质量保证。但是在公司能够充分利用机器视觉之前，它需要知道基本的知识。

例如，现代机器视觉系统依靠数字传感器和工业相机内部的专用光学系统来获取图像图像采集后，计算机硬件和软件将对图像的各种特征进行处理、分析和测量，实现自动决策

与手动检测器的不同之处在于，机器视觉由于其速度、准确性和可重复性，在结构化场景的定量测量中表现良好。例如，在生产线上，机器视觉系统每分钟可以检查数百甚至数千个零件。同时，基于正确相机分辨率和光学系统的机器视觉系统可以很容易地检查肉眼看不到的物体的细节。

机器视觉

视觉处理步骤中使用的算法可以检查图像并提取所需信息，进行必要的检查并做出决策。最后，通信通常是通过离散的输入/输出信号或数据来完成的，这些信号或数据通过串行连接被发送到正在记录信息或将其用于某些后续操作的设备。

大多数机器视觉硬件组件，如照明模块、传感器和处理器，均可从商用现货(COTS)获得机器视觉系统可以由商用组件组装而成，也可以作为完全集成的系统购买，所有这些都集成到一个设备中，例如智能相机解决方案。

照明是成功获得机器视觉结果的关键之一机器视觉系统通过分析物体的反射光而不是通过分析物体本身来创建图像照明技术涉及光源及其相对于零件和摄像机的位置例如，一种特殊的照明技术可以通过覆盖覆盖表面细节的部分来增强图像，以允许对其边缘进行测量，从而否定某些功能并增强其他功能。常见的照明配置包括明场和暗场照明、背光、散射光、结构光以及闪光灯或脉冲光

镜头捕捉图像并将其传输到相机中的图像传感器镜头的光学质量和价格是不同的，所用的镜头决定了拍摄图像的质量和分辨率。大多数视觉系统相机提供两种主要类型的镜头:可互换镜头和固定镜头可互换镜头通常是C口或CS口。固定镜头是独立视觉系统的一个统一部分，可以使用固定焦距或自动对焦。如果系统所需的景深大于固定聚焦透镜提供的景深，设计者可以使用机械调节的自动聚焦透镜或液体透镜，其可以根据电场聚焦光学元件。

线扫描照相机可以(a)打开圆柱形物体进行检查，(b)在空间有限的环境中增加视野，(c)满足高分辨率检查的要求，以及(d)以连续运动模式检查物体

相机捕捉被照亮物体的正确照亮图像的能力不仅取决于光源和镜头，还取决于相机中的图像传感器。本质上，图像传感器的工作是捕捉光线并将其转换成数字图像，以平衡噪声、灵敏度和动态范围。图像传感器通常使用互补金属氧化物半导体技术将光(光子)转换成电信号(电子)在一些科学相机中，制造商使用电荷耦合器件(电荷耦合器件)传感器技术，这种技术通常更昂贵且不太灵活

的分辨率越高，图像的细节越多，测量结果就越精确零件尺寸、检查公差和其他参数决定所需的分辨率。通过减小每个像素的尺寸，可以提高传感器的分辨率，而不会显著增加传感器的成本。然而，较小的像素也使得传感器和透镜难以一起工作来捕获所有可用的光并将其转换成可用的图像。

除了分辨率和像素大小，设计师还需要从三种通用机器视觉相机类型中进行选择，包括1D、2D和3D传感器线扫描相机或一维传感器一次生成一幅图像区域阵列或2D成像传感器使用标准传感器芯片(如手机中使用的芯片)一次捕获摄像机视野中的所有图像最后，3D图像传感器使用不同的技术(包括多台摄像机)来提供高度和宽度以外的深度信息，类似于人类观察周围环境的方式。

每种方法都能有效解决特定的机器视觉应用例如，一维成像可用于较大的表面，如印刷纸卷或大型平板玻璃面板。最常见的机器视觉应用是2D检测，例如，摄像机执行线性测量或验证零件或特征。立体、结构光、飞行时间(ToF)和其他3D成像系统通常用于大型零件，其中需要考虑零件的高度以进行检查或运动控制，例如，在视觉引导机器人(VGR)应用中，机器人在三维空间中操纵物体

2D视觉系统可以产生不同分辨率的图像

处理、平台和通信

处理是一种从数字图像中提取信息的机制，可在基于外部电脑的系统或内部独立视觉系统(如智能相机)中执行该过程由软件执行，包括几个步骤

首先，从传感器获取图像在某些情况下，可能需要预处理来优化图像并确保所有必要的功能都突出显示接下来，软件寻找特定的功能，运行测量，并将它们与规格进行比较最后，做出决定并传达结果

相比之下，尽管机器视觉系统的许多物理组件(如照明)提供离散的规格，但视觉系统算法是供应商之间的主要区别。因此，在比较解决方案时，算法在特定安装中的性能应该在评估的关键组件列表的顶部根据特定的系统或应用程序，视觉软件可以配置摄像机参数，做出通过/失败决策，与工厂车间沟通，并支持人机界面开发，从而从根本上影响机器视觉系统性能的各个方面

机器视觉系统分析并确定图像后，系统需要快速、轻松地将数据传输到其他制造设备、网络和计算机通常，这是通过离散的输入/输出信号或数据发送到通过串行连接记录或使用信息的设备来实现的离散输入/输出点可连接到可编程逻辑控制器(可编程逻辑控制器)，可编程逻辑控制器将使用该信息来控制工作单元或指示器(例如，堆灯)，或者直接连接到可用于触发剔除机构的螺线管

可以使用传统的RS-232串行输出或以太网通过串行连接进行数据通信一些系统采用更高级的工业协议，例如以太网/IP，其可以连接到诸如监视器或其他操作员接口的设备，以提供特定于应用的操作员接口，从而促进过程监视和控制。

机器视觉在各种物理平台上实施，包括基于电脑的系统、专为3D和多摄像头2D应用设计的视觉控制器，以及独立的视觉系统，从基于图像的条形码阅读器、简单的视觉传感器到功能强大的智能摄像头。解决办法选择合适的机器视觉平台通常取决于应用的需求，包括开发环境、功能、体系结构和成本。

机器视觉自动从数字图像中提取信息，用于过程或质量控制大多数制造商使用自动机器视觉代替人工检查，因为它更适合重复性检查任务。它更快，更客观，可以连续工作。机器视觉可以每分钟检查数百甚至数千个零件，并且一周7天、一天24小时提供更加一致和可靠的检查结果

测量、计数、定位和解码是当今制造业中机器视觉最常见的应用通过减少缺陷、提高产量、促进法规遵从性以及使用机器视觉来跟踪零件，制造商可以节省成本并增加利润。