視覺傳感器在包裝機械中的應(yīng)用

1、視覺傳感器在包裝機械中的應(yīng)用在不久之前，設(shè)計質(zhì)量控制系統(tǒng)的工程師還不得不在若干種檢驗選項中做出選擇，沒有一種完全令人滿意。這些選項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。然而，如今最先進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

2、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，以像素數(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)存中存儲的基準(zhǔn)圖像進行比較，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

3、對準(zhǔn)的部件。此外，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，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)勢在可用的檢驗備選方案中，即視覺系統(tǒng)、光電傳感器、人工檢驗，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，制造商正將檢驗工作融入整個制造過程。視覺系統(tǒng)與視

4、覺傳感器之比較復(fù)雜的視覺系統(tǒng)是一項成熟的技術(shù)，可執(zhí)行細(xì)致的自動檢驗。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)需要一個或多個攝像頭、定制軟件以及一臺計算機。它們往往需要聘請外部視覺顧問來設(shè)計、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、更容易使用的視覺傳感器的

5、推出，為一些工業(yè)應(yīng)用提供了性價比更佳的解決方案。此外，由于視覺傳感器更小、更易使用，制造商會更頻繁地在檢驗和校驗應(yīng)用中采用視覺解決方案。視覺傳感器在工廠自動化的品質(zhì)提高及生產(chǎn)效率改進方面功不可沒。光電傳感器與視覺傳感器之比較與光電傳感器相比，視覺傳感器賦予機器設(shè)計者更大的靈活性。以往需要多個光電傳感器的應(yīng)用，現(xiàn)在可以用一個視覺傳感器來檢驗多項特征。視覺傳感器能夠檢驗大得多的面積，并實現(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

6、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。在年，近些年的機器視覺都在高速增長，但目前的市場銷售額還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒法和日本相比。至于用戶這一端，最大的問題在于對機器視覺的不了解，當(dāng)然這也有國內(nèi)特殊情況的原因，就是國內(nèi)的勞動力成本和機器視覺初期投資的對比情況?；蛘呤菍τ谛碌漠a(chǎn)品或解決問題的方法不了解，或者是對這個新方法和傳統(tǒng)人工的對比不太清楚。這需要供應(yīng)商多做推動。對于用戶和供應(yīng)商之間的橋梁——集成商，同樣也是對機器視覺缺乏了解，不知道除

7、了機械，普通傳感器以外還有一個方法就是通過畫面圖像來做一些判斷。國內(nèi)系統(tǒng)集成商也非常缺乏，而國內(nèi)廠家的自制設(shè)備比例太低，這也是一個短時間內(nèi)無法解決的問題。機器視覺的初期投資在國內(nèi)勞動力成本較低的大背景下無疑是每一個準(zhǔn)備購買的人需要考慮的問題，這也給機器視覺系統(tǒng)提出了更高的要求，無論是價格還是性能?；谝陨系恼J(rèn)識，業(yè)內(nèi)人士建議，在這一新產(chǎn)品的成長階段，早期的市場培育，客戶培育，或者說系統(tǒng)集成商的培育是非常重要的。所以我們花了許多時間在機器

8、視覺基礎(chǔ)知識的培訓(xùn)上，希望第一步做到讓更多的人知道機器視覺，知道它的基本原理。機器視覺的未來是非常樂觀，也是充滿信心的。相信在不斷提高自己的前提下，隨著國內(nèi)自動化程度的提高，整個社會對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升，制造業(yè)對生產(chǎn)效率要求的提升，機器視覺這個新產(chǎn)品，新概念也會深入人心。就像現(xiàn)在的自動化強國當(dāng)初經(jīng)歷過的這些階段一樣，在更大的市場上也會有更大的成績。所以說OMRON相信機器視覺的未來是光明的，道路也是漫長的。至于到具體的時間，可能要5年，

9、也可能只要3年，或者更短，因為國內(nèi)的發(fā)展一旦起步，速度將是驚人的。編后記：當(dāng)前中國的食品和包裝機械的一個突出問題是新產(chǎn)品開發(fā)周期長，模仿多，新的創(chuàng)意少，這不僅與設(shè)計人員的知識水平有關(guān)，也和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有關(guān)。國際先進的作法是將各種機器元素以數(shù)據(jù)庫形式存入計算機，再把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，由計算機自動合成三維模型，接著將過去曾經(jīng)發(fā)生過的生產(chǎn)線故障輸入計算機，計算機即可演示實際工況，在用戶面前根據(jù)需要進行修改。計算機合成速度快，修改工作迅

10、速方便，如果用戶的某些要求達(dá)不到，計算機也會告訴你，以免除以后的糾紛。這種由計算機完成的仿真技術(shù)，大大縮短了包裝機械（生產(chǎn)線）的設(shè)計周期，客戶的滿意度也大大提高。當(dāng)然，這種仿真技術(shù)的應(yīng)用亦提醒包裝機械的制造按照部件的功能要先進行模塊化，各部件有統(tǒng)一接口，各模塊之間可以自由組合。這樣可以變包裝機械的單件小批生產(chǎn)為各種模塊的批量生產(chǎn)，以降低生產(chǎn)成本。即使不是生產(chǎn)線而是單個機器，模塊式組合也可以縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本。而模塊化又可以