高速高精度接插件产品在线视觉系统

文/黄军初·杭州嘉力讯电子科技有限公司杨春艳·上海锡明光电科技有限公司

高速高精度接插件产品在线视觉系统

文/黄军初·杭州嘉力讯电子科技有限公司杨春艳·上海锡明光电科技有限公司

在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、生产监视和零件识别应用，如汽车零件批量加工、端子尺寸检测、SMT装配、太阳能电池板定位、IC的字符识别等等，通常这种带有高度重复性和智能性的工作只能用人肉眼来完成，但有些时候，如微小的尺寸要精确快速测量、形状匹配、颜色识别等，人们根本无法用肉眼连续稳定地进行，其他物理传感器也无用武之地。这时，我们考虑到了可利用CCD照相机抓取图像，送入计算机或专用的图像处理模块，通过数字化处理，达到判别的目的。这样，就可以把计算机的快速性、可重复性、与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合。而且，机器视觉系统运用在工业现场的环境下，精度和速度的可靠性也很高。

市场的扩展得益于机器视觉技术的进步，这体现在简单化、丰富的产品特性和较高的成功率。一个成功的机器视觉系统是一个经过细致工程处理来满足一系列明确要求的系统。当这些要求完全确定后，这个系统就设计并建立起来满足这些精度的要求。机器视觉系统是实现仪器设备精密控制、智能化、自动化的有效途径，堪称现代工业生产的“机器眼睛”。其最大的优点为：

⑴实现非接触测量。对观测与被观测者都不会产生任何损伤，从而提高了系统的可靠性。

⑵具有较宽的光谱响应范围。机器视觉则可利用专用的光敏元件，观测到人类无法看到的世界，从而扩展了人类视觉范围。

⑶长时间工作。人类难以长时间地对同一对象进行观察。机器视觉系统则可以长时间地执行观测、分析与识别任务，并可应用于恶劣的工作环境。

总的来说，机器视觉的优点是：精度高，连续性好，成本效率高和灵活性强。机器视觉比光学或机器传感器有更好的可适用性，它们使自动机器具有了多样性、灵活性和可重组性。当需要改变生产过程时，对机器视觉来说“工具更换”仅仅是软件的变换而不是更昂贵的硬件。当生产线重组后，视觉系统往往可以重复使用。机器视觉的应用正越来越多地代替人去完成许多工作，这无疑在很大程度上提高了生产自动化水平和检测系统的智能水平。

事实上任何系统都有它的缺陷，视觉系统再快也快不过机械系统，产品的优良品质是靠全过程控制出来的，并不只是检测出来的。

冲压成形检测系统是装设在冲床或成形机后面，自动对生产出来的零件进行高速自动检测通过系统教导学习，自动检测所设定产品的各相关尺寸和表面缺陷，如长度、角度、间距、圆、圆弧、划痕、毛边、缺料等。一次设定后存储参数，在下次生产时可直接调出，简单方便。如果检测到不良品，可通知设备停机或自动裁切(选配），检测速度可达10m/min，检测精度为0.002～0.005mm，产品料号可以实现快换、节省时间和提高产品质量。图1为检测金属表面的镀金区域。检测系统在设备中的组装如图2所示。测量产品的正位度达0.1mm，速度1pc/s，产品的上料方式也可以根据现场的需求进行个性化设计。

图1 镀金区域的检测

图2 组装图

用机器视觉已经成功地与现代化设备无缝兼容，大幅度提高了产品的质量和可靠性，提高了生产效率，成功解决了视觉系统代替人眼，实现系统的高速高精度检测，提高了生产工艺。机器视觉系统涉及到光学和图像处理算法，本身就是高度专业化的产品，在整个测量控制系统中，往往要与运动控制系统配合完成位置和进给控制，另外，生产线上对多工序进行同步连续监测时，必须使视觉系统具备分布式联网能力，机器视觉与运动控制、网络通讯等先进技术的结合正在改变工业自动化生产的面貌。随着机器视觉技术自身的成熟和发展，可以预见，它将在现在和未来制造企业中得到越来越广范的应用。