機(jī)器視覺如何應(yīng)對與工業(yè)自動化系統(tǒng)集成應(yīng)用的挑戰(zhàn)1
機(jī)器視覺市場
機(jī)器視覺作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要組成之一，其技術(shù)與應(yīng)用也隨著自動化行業(yè)的發(fā)展而日益成熟。具體體現(xiàn)在：圖像處理能力和速度不斷增強(qiáng)、光電器件性能的提高、各類標(biāo)準(zhǔn)的逐漸統(tǒng)一以及價格的相對降低。據(jù)AIA(自動成像協(xié)會)的市場研究調(diào)查報告，2006年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模已經(jīng)超過了70億美元，并預(yù)測在今后五年內(nèi)仍將保持持續(xù)的增長勢頭。然而，隨著供應(yīng)商和集成商不斷的把機(jī)器視覺應(yīng)用推向各個領(lǐng)域，機(jī)器視覺這一相對獨(dú)立的功能如何無縫的融入各行業(yè)各類自動化裝備遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。
機(jī)器視覺的應(yīng)用及挑戰(zhàn)
機(jī)器視覺應(yīng)用主要可分為兩類：
一類是用于大規(guī)?；蛘吒邷y試要求的生產(chǎn)線上，如包裝、印刷、分揀等，或者在野外、核電等不適合人員工作的環(huán)境中，利用機(jī)器視覺方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工測量或檢試，同時實(shí)現(xiàn)人工條件下無法達(dá)到的可靠性、精確度及自動化程度。
另一類應(yīng)用是必須用到高性能、精密機(jī)器視覺組件的專業(yè)設(shè)備制造，典型代表是最早帶動整個機(jī)器視覺行業(yè)崛起的半導(dǎo)體制造設(shè)備。從上游晶圓加工制造的分類切割，到末端電路板印刷、貼片，這類設(shè)備都依賴于高精度的視覺測量以對運(yùn)動部件進(jìn)行導(dǎo)引與定位。例如，如果錫膏印刷工序存在定位偏差，且該問題直到芯片貼裝后的在線測試才被發(fā)現(xiàn)，那么返修的成本將會是原成本的100倍以上。
然而，在上述應(yīng)用中，機(jī)器視覺功能很少作為孤立的系統(tǒng)，而是以整個自動化系統(tǒng)或者設(shè)備的有機(jī)組成部分之一出現(xiàn)，也往往在配合邏輯控制，運(yùn)動控制，數(shù)據(jù)采集，通信網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)數(shù)據(jù)庫管理等其它功能時，才能真正發(fā)揮出其優(yōu)勢。構(gòu)建機(jī)器視覺系統(tǒng)，除了完成從光源調(diào)配到圖像處理軟件開發(fā)系列過程外，更是面臨著與上述種種復(fù)雜的自動化系統(tǒng)功能集成所帶來的挑戰(zhàn)。單一的視覺開發(fā)軟硬件方案，往往使得自動化系統(tǒng)整體的開發(fā)周期、成本和不確定性風(fēng)險都要由制造方或者集成商來承擔(dān)。機(jī)器視覺與自動化系統(tǒng)集成的困難，很大程度上阻礙了其在相對保守的工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。
基于NILabVIEW和機(jī)器視覺系統(tǒng)的解決方案
面對上述挑戰(zhàn)，NILabVIEW軟件平臺及其機(jī)器視覺系統(tǒng)給出了很好的解決方案。
讓我們先從軟件的角度看機(jī)器視覺的開發(fā)與集成過程：首先借助高效便捷的配置軟件VBAI(應(yīng)用于自動檢測的機(jī)器視覺生成器)和全面的視覺模塊(涵蓋了對所有制式和標(biāo)準(zhǔn)的相機(jī)的支持，提供模式匹配、OCR、顆粒分析、二維條形碼識別等數(shù)百種圖像處理功能)，用戶可以在交互式的開發(fā)環(huán)境中驗(yàn)證不同的相機(jī)和光源設(shè)置、采集方式與圖像處理算法，然后再將確認(rèn)的步驟自動生成對應(yīng)于LabVIEW的可執(zhí)行程序。LabVIEW軟件平臺具有直觀的圖形化開發(fā)特性，使工程師把更多的精力集中在功能開發(fā)而不是代碼撰寫上。在整體系統(tǒng)開發(fā)和集成過程中，工程師可直接利用對應(yīng)的LabVIEW工具包和模塊，在統(tǒng)一的平臺下以相同的方式完成運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)通信和人機(jī)界面等功能，實(shí)現(xiàn)與各種PAC(可編程自動化控制器)、PLC、工業(yè)設(shè)備、OPC客戶端及企業(yè)數(shù)據(jù)庫的連接與通信。對于這種開發(fā)模式，無論是經(jīng)驗(yàn)豐富的集成商還初級開發(fā)者，都得以從不同設(shè)備所對應(yīng)的專用甚至私有開發(fā)方式與平臺、驅(qū)動與協(xié)議、設(shè)備間互間的物理通信與同步這些困境中解放出來，大幅降低了系統(tǒng)集成的難度和成本。
機(jī)器視覺作為工業(yè)自動化系統(tǒng)的重要組成之一，其技術(shù)與應(yīng)用也隨著自動化行業(yè)的發(fā)展而日益成熟。具體體現(xiàn)在：圖像處理能力和速度不斷增強(qiáng)、光電器件性能的提高、各類標(biāo)準(zhǔn)的逐漸統(tǒng)一以及價格的相對降低。據(jù)AIA(自動成像協(xié)會)的市場研究調(diào)查報告，2006年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模已經(jīng)超過了70億美元，并預(yù)測在今后五年內(nèi)仍將保持持續(xù)的增長勢頭。然而，隨著供應(yīng)商和集成商不斷的把機(jī)器視覺應(yīng)用推向各個領(lǐng)域，機(jī)器視覺這一相對獨(dú)立的功能如何無縫的融入各行業(yè)各類自動化裝備遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。
機(jī)器視覺的應(yīng)用及挑戰(zhàn)
機(jī)器視覺應(yīng)用主要可分為兩類：
一類是用于大規(guī)?；蛘吒邷y試要求的生產(chǎn)線上，如包裝、印刷、分揀等，或者在野外、核電等不適合人員工作的環(huán)境中，利用機(jī)器視覺方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工測量或檢試，同時實(shí)現(xiàn)人工條件下無法達(dá)到的可靠性、精確度及自動化程度。
另一類應(yīng)用是必須用到高性能、精密機(jī)器視覺組件的專業(yè)設(shè)備制造，典型代表是最早帶動整個機(jī)器視覺行業(yè)崛起的半導(dǎo)體制造設(shè)備。從上游晶圓加工制造的分類切割，到末端電路板印刷、貼片，這類設(shè)備都依賴于高精度的視覺測量以對運(yùn)動部件進(jìn)行導(dǎo)引與定位。例如，如果錫膏印刷工序存在定位偏差，且該問題直到芯片貼裝后的在線測試才被發(fā)現(xiàn)，那么返修的成本將會是原成本的100倍以上。
然而，在上述應(yīng)用中，機(jī)器視覺功能很少作為孤立的系統(tǒng)，而是以整個自動化系統(tǒng)或者設(shè)備的有機(jī)組成部分之一出現(xiàn)，也往往在配合邏輯控制，運(yùn)動控制，數(shù)據(jù)采集，通信網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)數(shù)據(jù)庫管理等其它功能時，才能真正發(fā)揮出其優(yōu)勢。構(gòu)建機(jī)器視覺系統(tǒng)，除了完成從光源調(diào)配到圖像處理軟件開發(fā)系列過程外，更是面臨著與上述種種復(fù)雜的自動化系統(tǒng)功能集成所帶來的挑戰(zhàn)。單一的視覺開發(fā)軟硬件方案，往往使得自動化系統(tǒng)整體的開發(fā)周期、成本和不確定性風(fēng)險都要由制造方或者集成商來承擔(dān)。機(jī)器視覺與自動化系統(tǒng)集成的困難，很大程度上阻礙了其在相對保守的工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。
基于NILabVIEW和機(jī)器視覺系統(tǒng)的解決方案
面對上述挑戰(zhàn)，NILabVIEW軟件平臺及其機(jī)器視覺系統(tǒng)給出了很好的解決方案。
讓我們先從軟件的角度看機(jī)器視覺的開發(fā)與集成過程：首先借助高效便捷的配置軟件VBAI(應(yīng)用于自動檢測的機(jī)器視覺生成器)和全面的視覺模塊(涵蓋了對所有制式和標(biāo)準(zhǔn)的相機(jī)的支持，提供模式匹配、OCR、顆粒分析、二維條形碼識別等數(shù)百種圖像處理功能)，用戶可以在交互式的開發(fā)環(huán)境中驗(yàn)證不同的相機(jī)和光源設(shè)置、采集方式與圖像處理算法，然后再將確認(rèn)的步驟自動生成對應(yīng)于LabVIEW的可執(zhí)行程序。LabVIEW軟件平臺具有直觀的圖形化開發(fā)特性，使工程師把更多的精力集中在功能開發(fā)而不是代碼撰寫上。在整體系統(tǒng)開發(fā)和集成過程中，工程師可直接利用對應(yīng)的LabVIEW工具包和模塊，在統(tǒng)一的平臺下以相同的方式完成運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集、工業(yè)通信和人機(jī)界面等功能，實(shí)現(xiàn)與各種PAC(可編程自動化控制器)、PLC、工業(yè)設(shè)備、OPC客戶端及企業(yè)數(shù)據(jù)庫的連接與通信。對于這種開發(fā)模式，無論是經(jīng)驗(yàn)豐富的集成商還初級開發(fā)者，都得以從不同設(shè)備所對應(yīng)的專用甚至私有開發(fā)方式與平臺、驅(qū)動與協(xié)議、設(shè)備間互間的物理通信與同步這些困境中解放出來，大幅降低了系統(tǒng)集成的難度和成本。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢