机器视觉技术介绍.pdf

工业4.0时代，工厂的自动化设备通常只能应对精确位置，不像人工可以处理简单偏差。而机器视觉能缩短这一差距。随着我国制造业的快速发展，中国本土的企业也逐渐兴起，出现了一批具有一定实力的机器视觉研发生产企业。同时，机器视觉应用范围逐步扩大，工业机器人成为产业进一步发展的热土。工业4.0时代，工厂的自动化设备通常只能应对精确位置，不像人工可以处理简单偏差。而机器视觉能缩短这一差距。根据公开资料，2016年中国机器视觉市场总额达到38亿元，近5年复合增长率达到26.6%。纵观我国产业发展历程，中国机器视觉相关产业起步较晚，最初多用于电子及半导体行业，也有“国外机器视觉的崛起很大程度上是得益于其半导体行业发展”的说法。因为，半导体行业的诸如锡膏印刷机、贴片机、AOI检测这类的设备必须使用高性能机器视觉组件。但在社会现代化进程的大力推进下，机器视觉行业也在中国市场度过了发展的最初时期。随着我国劳动力成本上升，人口红利拐点来临，降本增效及制造业转型需求必将推动国内机器视觉进入快速通道。不仅国际知名品牌纷纷在中国开展业务，中国本土的企业也逐渐兴起，出现了一批具有一定实力的机器视觉研发生产企业。此外，机器视觉应用范围也逐步扩大，由起初的电子制造业和半导体生产企业，发展到了包装，汽车，交通和印刷等多个行业。根据前瞻产业研究院发布的《机器视觉产业发展前景与投资分析报告》数据显示，2015年机器视觉市场规模达3.5亿美元，占全球8.3%，增速达22.2%，位居全球首位，中国已成为继美国和日本之后的全球第三大机器视觉市场。2016-2020年，中国机器视觉市场增速预计将保持在20%以上，将达到十亿美元级的市场空间。其中机器视觉在工业机器人方面的应用最为普遍。近年来，机器人尤其是工业机器人的迅猛发展，带动了机器视觉市场需求的大幅增长。在2016年5月份的世界机器人大会新闻发布会上，信工部副部长毛伟明透露，把智能制造作为该部门今后的重点工作，制定我国工业机器人产业的“十三五”规划，争取更多政策支持机器人关键部件的研发生产和推广。尤其是当前的以高端装备制造为核心的智造工业4.0时代背景下，随着中国制造2025战略的深入，工业智能机器人产业市场呈现爆炸式增长势头，而充当工业机器人“火眼金睛”角色的机器视觉功不可没。对于机器人而言，让工业机械手或机器人“长”一双眼睛，机器视觉赋予其精密的运算系统和处理系统，模拟生物视觉成像和处理信息的方式，让机械手更加拟人灵活的操作执行，同时识别、比对、处理场景，生成执行指令，进而一气呵成的完成动作。由此可见，作为机器人尤其是智能化可视机器人重要的零部件之一，机器视觉对机器人的灵活性及可操作性的提升具有决定性意义。可以预见随着机器视觉与机器人的深入融合，可视机器人将在未来十年内占据智能装备领域重要一席之地。2016年我国政府正式出台“十三五”规划，明确把机器人产业作为我国工业发展的重点方向，推动机器换人，加快企业转型升级，争取在2025年成为制造业强国。在去年5月份的世界机器人大会新闻发布会上，信工部副部长毛伟明透露，把智能制造作为该部门今后的重点工作，制定我国工业机器人产业的“十三五”规划，争取更多政策支持机器人关键部件的研发生产和推广。尤其是当前的以高端装备制造为核心的智造工业4.0时代背景下，随着中国制造2025战略的深入，工业智能机器人产业市场呈现爆炸式增长势头，其中充当工业机器人“火眼金睛”角色的机器视觉功不可没!那么机器视觉究竟给工业机器人一双怎么样的“慧眼”，能够助力工业机器人在工业4.0发展道路上创造辉煌篇章?让工业机械手或机器人“长”一双眼睛，再赋予其精密的运算系统和处理系统，模拟生物视觉成像和处理信息的方式，让机械手更加拟人灵活的操作执行，同时识别、比对、处理场景，生成执行指令，进而一气呵成的完成动作。这种可视机械手能延展传统机械手无法达到的动作，使机械手在功能的开发上和领域的拓展上均有显著的突破。可视机器人，将在未来十年内占据智能装备领域重要一席之地。机器视觉作为机器人尤其是智能化可视机器人重要的零部件之一，对机器人的灵活性及可操作性的提升具有决定性意义。武汉瑞拓德的薛工指出，机器视觉将来被广泛应用于工业机器人领域，主要具有四个显著功能：1)、引导和定位，视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确的找到被测零件并确认其位置，上下料使用机器视觉来定位，引导机械手臂准确抓取。在半导体封装领域，设备需要根据机器视觉取得的芯片位置信息调整拾取头，准确拾取芯片并进行绑定，这就是视觉定位在机器视觉工业领域最基本的应用。2)、外观检测：检测生产线上产品有无质量问题，该环节也是取代人工最多的环节。说机器视觉涉及到的医药领域，其主要检测包括尺寸检测、瓶身外观缺陷检测、瓶肩部缺陷检测、瓶口检测等。3)、高精度检测：有些产品的精密度较