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當前位置: 首頁 > 新聞頻道 > 應用案例 > 機器視覺應用:開發完整解決方案的過程
機器視覺應用:開發完整解決方案的過程
來源:中國數控機床網   發表時間:2019-8-7 11:40:00  瀏覽次數:
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通常在機器視覺應用的開發方案中有一系列的過程,包括:計劃,設計,構建,集成和驗證。

任何解決方案的第一步是確定每次檢查的要求并確定是否可行,因此計劃是首要需要考慮的問題。需要考慮幾個因素,例如:正在接受檢查的是什么,所需的檢查次數,檢查速度,機械設計的限制,性能要求,時間和成本。

規劃階段過去后就是設計階段,為確保滿足要求,需要進行原型設計。如果視覺工程師認為可以實現檢查,則可能不需要進行原型設計。根據檢查要求,為每個視覺應用創建并測試初始視覺設計。可以有幾個視覺站,所有視覺站都有不同的光學設置。在設計視覺工作站時,每個相機,鏡頭和燈光都需要考慮幾個因素。相機規格、攝像機數量、相機類型、單色或彩色、解析度、幀率、通信協議、曝光速度、鏡頭規格、鏡頭類型、焦距、工作距離、間隔、視野、過濾、光圈、燈規格、燈的數量、光的類型、尺寸、顏色、與零件的距離、強度。

一旦確定了一些因素,就建立視覺設計原型以捕獲樣本部分的圖像。軟件必須通過在圖像中具有適當的對比度來檢測關鍵特征。該過程涉及調整光學設備。

圖像由像素陣列組成,通常由分辨率定義。機器視覺軟件使用這些像素以及預定算法來定義圖像中的部件的某些特征。它遵循與面部識別軟件相同的概念。該軟件在圖像中搜索某些像素排列以識別面部特征。例如,眼睛的邊緣周圍會有較暗的像素,眼睛的中心會有較暗的像素。該軟件使用算法分析特征,并識別面部。類似地,機器視覺軟件遵循相同的概念。這些算法由視覺工程師使用機器視覺軟件開發。

可能存在某些機械限制,這將需要額外的光學設備,例如鏡子。還可能存在需要改變設計的機械限制。例如,由于圍繞光學器件的自動化內的一些工具,工作距離可能需要在300mm和320mm之間。有可能需要更換鏡頭,同時增加延長管。

如果圖像不符合要求,請進行故障排除。更改各種參數以允許更合適的圖像。可能需要更換照明或者可能需要添加偏振器。原型設計使視覺工程師能夠驗證視覺設計并創建視覺設計。

常規機器視覺相機通常需要視覺控制器。如果使用智能相機,則不需要外部視覺控制器。視覺控制器是用于與光學設備(例如相機和燈)進行通信的專用單元。視覺控制器應具備滿足檢查要求的能力。這意味著它必須能夠處理與用于檢查的設備以及所需的其他I / O協議的通信。

在此階段,應該清楚是否可以達到視力檢查的要求。該軟件應該能夠檢測處理檢查所需的功能。要驗證軟件是否能夠檢測邊緣,請使用將在檢查期間使用的一些工具(即邊緣定位工具),以確保軟件可以檢測到某些邊緣。嘗試在此之后改變設計可能會增加解決方案的成本。在此階段確保對視覺設計的信心。

開發

機器視覺軟件可以使用各種工具來幫助分析零件中的特征。在構建代碼之前要做的第一件事是使用示例圖像來規劃代碼的構建方式。這還取決于將使用哪種機器視覺軟件。使用已設計的設置,抓取幾個好的和壞的部分圖像,以便在此階段使用。

不同的軟件可以有不同的工具集。某些軟件可能無法跟上自動化的循環時間。如果檢查需要快速循環時間,則必須在該時間內完成全面檢查。這一切都回到了檢查的要求,以決定使用哪種軟件。

根據檢查的要求,在構建代碼時需要考慮幾個因素。一些例子包括:每個部件的每個攝像頭都需要捕獲多個圖像嗎?需要檢查的功能有哪些?燈需要多頻繁頻閃?檢查需要使用哪些工具?如何進行校準?軟件是否正在與之通信?環境照明如何發揮作用?如果檢查中有燈光,此燈何時觸發?它在整個檢查過程中是否仍然存在?它會閃光嗎?如果需要用相機觸發燈光,則需要使用軟件來解決。如果涉及頻閃單元,該單位頻閃的頻率是多少?

需要在軟件中執行一系列工具以進行檢查。還需要相應地放置工具,以確保軟件僅檢查需要檢查的功能。使用這些工具需要有一定的邏輯。例如,如果軟件檢測到缺陷,則該部件發生故障,輸出錯誤代碼并顯示結果。

需要將此信息發送到與自動化一起使用的任何外部控制器。如果零件是通過或失敗,它將允許機器知道如何處理零件。通過這些通信,還需要I / O功能來與其他自動化進行通信。

通過通信,還需要具有易于為操作員理解的用戶界面(UI)。這意味著確保所有結果都易于查看,操作員可以輕松使用任何其他功能。錯誤代碼也應該易于理解為操作員。

為了進行精確測量,需要進行校準步驟,以便軟件能夠測量圖像中的特征。一種方法是使用校準網格。將從視覺站獲取校準網格的圖像以允許校準檢查。大多數機器視覺軟件都有這樣的工具。該工具可以選擇使用校準網格,它將詢問該網格的參數。

整合

集成階段是所有光學設備與其他自動化集成的地方。這是所有東西匯集成一個整體的地方。

在集成階段要做的第一件事是確保所有硬件都已配置并安裝到自動化組件上。根據設計階段的設計規格調整每個視覺站。確保所有設備之間的所有通信都正常。

使用之前開發的校準步驟,校準光學設備。如果完成校準步驟,請使用攝像機視野中的校準目標運行該步驟并捕獲該圖像。該軟件將其測量校準到校準目標。確保軟件中的測量值與零件的實際測量值相同。如果有用于檢查的燈,請調整光強度以滿足所需的亮度。

通過觸發多張圖像測試光學設備。如果讀取良好的圖像,請完全自動化地測試光學設備。測試好的和壞的部件,以確保部件拒絕。確保所有時間與自動化和光學設備保持同步,以確保有效檢查。

如果檢查在此階段不符合要求,請進行故障排除。根據問題,代碼中可能存在需要更改的內容。此時更改代碼是一個簡單的修復。如果需要更換設備或進行任何其他重大更改,可能會增加解決方案的時間和成本。

驗證

在此階段,將進行多項測試以確保視覺站符合項目開始時概述的要求。測試是根據檢查要求創建的。每次視力檢查應該進行的一項測試是重復性測試。該測試的一個很好的例子是量具可重復性和再現性測試。該測試檢查測量值的變化和部件的變化。

如果未滿足要求,請再次進行故障排除。通過進行微小更改來嘗試修復檢查。這將花費更少的時間和資源。在項目的這個階段,重大變化將占用更多的時間和資源。一旦所有測試都通過并滿足所有要求,解決方案就完成了。

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