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航天产业带动机器视觉行业步入新时代

2017-06-06 来源:我爱物联网

航天产业带动机器视觉行业步入新时代

  在中国,机器视觉行业的市场规模在持续增长,据析2016年将达到38亿元,同时机器视觉技术还将具有无需接触即可检测并识别配件和设备、精确测量尺寸等多种功能。业内人士指出,这项新进展对生产自动化而言意义深远,将为中国航空航天、医疗科技等制造业转型,以及商用与工业市场实现工厂自动化的变革发挥重要作用。  金融危机为中国的低碳经济理念带来了新机遇,因此,改善产业结构以减少浪费和增长效益对企业的发展起着重要的作用。此外,工资上涨和劳动力短缺也促使企业加大投资自动化技术,以提高生产效率。在这样的市场环境中,机器视觉正是可以帮助工厂减少污染并且以更低的成本获得高效率的工具。  现在,很多行业的生产和管理运营正在被机器所替代,机器视觉技术凭借着在生产流程中的准确度、灵活度等特点被广泛使用。在食品生产行业中,机器视觉技术能确保企业在生产过程中杜绝差错、保障质量。而在制药行业中,视觉技术的广泛使用又能避免因人为等不确定因素而导致的后期一系列难以预料的后果。  维视数字图像技术有限公司(Microvision)是一家专业的数字图像采集产品研究、设计、开发及机器视觉系统应用解决方案的高科技企业。公司具有多项创新机器视觉技术产品,其中包括:工业镜头、双远心镜头、工业相机、工业智能相机、嵌入式图像处理开发平台,机器视觉图像处理软件等。此外,为满足客户特殊要求,公司还可根据客户要求开发机器视觉产品和设备,为用户提供完善、强大的二次开发和处理能力,并协助为用户提供最佳解决方案。  近年来,中国航空航天产业发展迅猛,成为经济可持续发展的强大推动力。而作为自动化生产强有力的帮手——机器视觉,在此期间也遇到了新的机遇。航空航天的发展定能够有效的带动机器视觉行业以及制造业的前进。


机器视觉助力行业检测质量严格把关

产品质量决定最终销量,人们对于产品质量的重视是亘古不变的。因此,质量控制一直是各个生产厂商在生产环节中最为重视的一环。质量控制手段随科技的发展经历了多次升级,从使用稳定性差、无法持续性、受影响较大的人工检验,到复杂、昂贵的光电传感器,再到如今高速度、高精度、高稳定性、更为先进的机器视觉系统,质量检测手段一直在逐步升级。机器视觉利用自动化技术使机器能够代替人眼,起到人类视觉的作用,并实现了远超人类视觉的高精度、高速度、高稳定性。人类视觉包括眼睛、视觉中暑、大脑视觉神经,机器视觉相对的包括机器视觉光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件。采用同样的工作原理,机器也可有效的进行质量控制与测试测量。因此,机器视觉在自动化生产中大量普及,不仅帮助厂商提高了工作效率,还能减少人工检测产生的不稳定因素对检测结果的影响。机器视觉技术在进入中国的前期阶段,可以说是困难重重,大家对机器视觉系统了解不多,再加上现阶段中国处于人口红利阶段,劳动力相较于其他发达国家更为充足且廉价,大多数厂商不愿冒险去尝试。但随着中国逐渐步入自动化高速发展时期,机器视觉也有了空前的发展沃土。自动化生产模式要求在质量控制中,要高速度、高精度、高分辨率、稳定性好、环境适应性强以及可以长时间不间断运作,人工检验由于受到人体自身的多种局限性,很难满足这种生产的需求,而如果有机器视觉助力自动化,就恰恰解决了这一问题,机器视觉系统不仅可以满足自动化生产的各种需求,而且本身最大的特点在于非接触性测量,对于机器本身以及产品都起到了一定的保障作用。社会在进步,科技在发展,生产需求更加严格,机器视觉技术也在不断进步。目前,机器视觉在工业生产中的应用远不至于质量控制,在测试测量、检测检验等方面也有很多的应用。而且,机器视觉在自动化领域的应用已经不只是局限于工业方面了,在天文、医学、军事等国家重点领域也有着很重要的应用。


机器视觉在医疗器械行业缺陷检测的应用

  1、引言

  随着医疗水平和医疗器械的不断提高和更新,一次性注射针以其方便、卫生的特点深受用户的喜爱,其需求量也迅速增大,而针头外观的好坏直接影响到一次性注射针的质量。所以为了减少不合格品的数量,需要增加检测工序。手工外观检验和产品标记昂贵和不可靠。同时又意味着不近人情的单调工作。这里,自动化机器视觉系统提供了解决这些问题的方案。

  2、一次性注射针的缺陷

  一次性注射针可以分为针座和针头两个部分。针座的缺陷对产品的质量影响可以不计。而针头就存在着两种缺陷情况:首先针头在制作过程中针尖部位可能会产生毛刺;其次针头在自动装配过程中可能会产生倒插现象(针尖部位被插入针座)。影响针头的几个缺陷为:针尖毛刺、倒插。其中倒插不仅会对产品的质量产生直接的影响,而且严重的会危害到人的生命。如图1:

机器视觉在医疗器械行业缺陷检测的应用

            

  ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍3、利用机器视觉实现PET饮料瓶的外观缺陷的自动化检测

  随着市场一次性注射针需求的不断增大,以及客户对产品质量的要求,越来越多的医疗器械生产厂商采用自动化注射针检测系统,对一次性注射针的外观缺陷进行综合检测。这种方法代替了传统的人工方法以提高生产效率和产品质量,解决了人工方法效率低、速度慢,以及受检测人员主观性制约等不确定因素带来的误检及漏检,实现更好的100%产品在线检测。

  3.1机器视觉系统概述

  机器视觉系统是指通过图像摄取装置(分CMOS相机和CCD相机两种)把图像抓取到,然后将该图像传送至处理单元,通过数字化处理,根据像素分布和亮度、颜色等信息,来进行尺寸、形状、颜色等的判别。进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

  3.2机器视觉实现一次性注射针的外观缺陷的自动化检测方案

  本文采用了注射针检测系统用于一次性注射针的外观缺陷检测。该系统以西门子图像处理器[3]为核心,并结合西门子自动化设备,形成了既有简单的数字信号接口又有复杂的工业网络接口的系统,让用户能选择适合自己工况的系统,既方便又节省投资。

  其基本检测处理流程如图2,简易系统框架如图3:

  机器视觉在医疗器械行业缺陷检测的应用  工作原理:首先光纤传感器感应到注射针,然后触发图像处理器拍摄图片,并进行图像分析处理,最后驱动剔除装置。考虑到现在的自动化生产需要,目前的剔除方法则采用整排剔除,如果需要更高的自动化水平,可以为每个针座加装吸盘。

  3.3注射针视觉检测系统功能简介

  能在线完成对象的存在性检测、模型比较、形状检验、位置和方向识别、工件的测量。

  该系统目前的实际检测速度达到600-1500根/分钟,并装由调节器可以根据现场生产需要来调节检测传送带的速度。

  能通过剔除装置准确剔除检测出的次品。

  能实现以下统计功能并在现场触摸屏上显示(安装打印机可打印):单位产品通过时的不合格品数量和比例,单位时间内通过产品的不合格品数量和比例,各班次生产的产品总量及检测出的次品数量、每月累计生产产品的总量及检测出的次品数量。

  能存储生产线上各种产品的检测程序并能方便地通过现场触摸屏加以选择。

  能通过以太网接口和计算机通讯,实现在线监控、在线修改检测程序、在线记录生产数据、在线保存用户所需的实时图像(合格产品的图像和不合格产品的图像)。

  能根据生产线上所需检测的不同产品方便地调节视觉检测装置的高度。

  机器视觉检测系统为独立系统,可方便地接入或退出使用,所需各种硬件、软件由厂家提供。

  机器视觉检测系统安装、维护、拆卸方便。

  4、结论

  该系统现已成功运用于国内某知名医疗器械公司的生产线上,效果非常好。不仅满足用户的现有需求,而且还为用户预留很多的功能和升级空间,这些功能在今后的检测任务中将会发挥更多的作用,为用户解决更多的问题,节省很多的升级费用。如:打印接口、上位机通讯接口、报警接口、针尖毛刺检测功能、提速功能等。更重要的是该系统能严格的控制用户产品的质量,减少了很多的人工成本。随着工业自动化水平的不断提高,人工费用的增长,该系统的应用前景将会更加广阔。

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