对于一些人来说,学习如何骑自行车或游泳自然。对于其他人来说,这是他们最艰难的事情之一。实现机器视觉技术通常可以是一种类似的简单或困难的情景。

尽管有许多进展,但象系统仍然有点令人恐惧。然而,由于新的软件和改进的组件,这些天的黑色成像和图像处理更好地理解。

由于降低成本,更简单的设计,更高的灵活性,更高的可靠性,更强大的算法和增加的处理速度,较为较低的成本,更简单,更高的算法和增加的处理速度,较为较低的成本,更多的制造商正在舒适。最终用户还受益于功能增加的功能和新功能,例如更高的分辨率,更大的视野和更好的颜色成像。此外,目前还有较少的专有硬件和软件。这为最终用户提供了更自由地混合和匹配组件,并且对单个供应商变得更少。

这些积极因素预计将帮助机器视觉市场在未来四年每年增长10%。然而,由于时间和成本的限制,最终用户经常重复同样的错误。如果工程师们做足功课,遵循各种视觉专家建议的一些诀窍,那么许多问题都是可以避免的。


确定基本要求

频繁,最终用户根本无法识别其机器视觉应用程序的基本要求。“我们经常看到用户向实现一件事的情况,并最终尝试解决超出任务原始范围的一系列问题,”横幅工程公司的视觉产品主任Dan Holste说(普利茅斯,Mn)。“因此,设备可能或可能无法提供足够的解决方案。”

许多制造商对机器视觉系统具有不切实际的期望。“经常,这种差异是用户不愿意接受现实限制的结果,所涉及的设备,销售人员所取得的承诺,或者发生图像分析的条件”解释说明了Holste。

一些最终用户未能实现机器视觉的多学科性质。光学,照明,机械工程,图像处理,电子和软件是主要的成分。

“您需要在实施期间搜索,查找和遵循适当的平衡,”视觉组件(Hudson,NH)的业务开发总监Endre Toth说。“找到瓶脖子并解决它。如果你碰巧有机械安装问题,请不要试图用照明或通过设置软件参数来解决它。通常,人们试图修改[某事]或者只是用学科解决问题或解决问题他们更舒服。“

在指定组件(例如传感器)之前,它是一个好主意定义应用程序的整个范围,以确保Vision系统在速度,准确性和采集要求方面具有足够的性能净空。

“随着用户熟悉机器愿景的力量,它们往往希望尽可能多地完成视力任务,”康伯特·康柏(Natick,MA)的应用工程师Gilbert Chiang Notes Gilbert Chiang。“[你应该]考虑任何未来的吞吐量,能够容纳新产品或更改现有产品的能力。”

根据Holste的说法,未能理解光学和视觉基础知识也可能导致问题。“[经常,我们看到有人]没有时间学习一套基本原则和流程,例如图像内对比的重要性或照明和镜头选择的基础,”他指出。霍尔斯特表示,需要花时间阅读基础知识。

在实现机器visions系统时,制造工程师面临的最大问题之一是在试图找到正确的系统组件,以便在市场上提供无数产品的定制解决方案。“工程师受到普遍规范信息的正确镜头,照明,相机和软件,”Edmund Optics(Barrington,NJ)的愿景集成伙伴协调员格雷戈里空洞说。“然而,实际上需要对每个组件进行更详细的分析来获得机器视觉解决方案。将所有件放在一起是一个复杂的拼图,可以在很大程度上取决于整合环境,例如工厂地板。”

“了解您详细的申请要求[将使各种技术和组件更容易,”Arc咨询集团Inc.的高级分析师Himanshu Shah加剧了Pimanshu Shah(Dedham,MA)。“当用户不了解基本技术时,更多选项会令人困惑。

“快速变化的自然[机器技术]将永远在用户思想中为其思维造成疑虑,但不是正确的技术是否用于其应用程序,”Shah说。“用户必须了解技术的基础知识,以将其要求[集成商和供应商]传达,以尽量减少风险,实现最新技术的最高效益。”

如果在项目的早期阶段未详细规定,则机器视觉系统通常会失败。在开始项目之前,请确保所有参数都很好地理解。在可以指定视觉系统之前,必须知道部分变化,部分呈现,现实公差,循环时间和其他环境问题。

工程师应该总是问自己一个简单的问题:为什么我们需要一个愿景系统?“如果你不知道答案,那么你还没有完成你的作业,”Warns Vision Components'Toth。“有很好的机会,还有其他解决方案,您必须在进行之前评估和比较。”


了解照明

由于照明和光学占典型视觉应用的70%,因此这是大多数错误所在的区域。根据Teledyne Dalsa Industrial Products Inc.的战略开发总监Ben Dawson的说法,照明可以制造或打破申请。

“照明总是一个绊脚石,”道瓦森警告说。“没有人想出了一个在一个盒子里打包它的好方法,以便有人可以立即使用它。照明需要一定的实验。”

“不要低估照明以创造可观察对比并形成良好形象的重要性,”康涅克的蒋介团增加了。“考虑照明时,不仅考虑照明类型,还考虑照明颜色。确保照明与景深和视野相一致。”

照明和组件安装至关重要。通常,没有经验的视觉使用者会低估稳定照明和相机安装的重要性。检测的重复性直接关系到相机捕获图像的重复性。确保相机是严格安装和应用照明不波动是保持高图像重复性的关键。

照明和安装不正确,通常是缺乏经验的结果。有人可以评估典型的机器视觉照明装置的成本,并认为“我可以以15美元的价格在五金店获得灯泡。”不幸的是,试图稳定15美元灯泡的时间超过了原始机器视觉光的成本。

有时,在不采取机器振动或操作员对帐户的情况下进行灯和相机的支架。粘合剂可以帮助保持相机和光线,降低重型机振动的影响。确保已验证为申请提供的照明解决方案。此外,请务必设计摄像头和照明灯具,以便他们不被操作员和维护人员被视为障碍。

经常,工程师不了解照明的重要性。在很多场合,照明在测试台上工作正常,但在转移到工厂地板时失败。

制造工程师也应该考虑LED照明的利弊。LED是一项优秀的技术,没有真正的缺点。其优点是寿命长,亮度高,整个物体的照明一致。

LED照明在单色视觉应用中很受欢迎。对于给定波长的频闪和高亮特性来说,这是非常棒的。然而,白色led在可见光谱中是不一致的,所以通常不推荐在所有应用中使用。

在光线的寿命中,优点是极长的寿命和一致的照明。随着时间的推移,其他类型的照明往往会逐渐降低。但是,LED的输出在其生命中更加不变。此外,LED产生的热量比其他光源更少,并且可以容易地布置成提供定制的照明配置。

然而,成本是一个缺点,因为它们通常比其他类型的照明更昂贵。虽然LED越来越明亮,但它们仍然可以在需要高功率照明的应用中缺少。

LED照明提供了指定有助于详细信息的波长的能力。它们允许精确控制脉冲持续时间,运行冷却,持续很长时间,能够提供自然光,并且可以布置在各种系统配置中。LED照明的缺点包括其价格,定向特征和随着时间的推移越来越淡化的倾向。


测试和验证零件

在许多组装应用中,能够找到由于材料构建的材料而导致的形状,尺寸和质地变化的多个部分或零件的能力 - 措施可以找到和识别其存在和位置的视觉工具。了解功能与糟糕部分的良好部分有什么意义始终是重要的。

“规格越精确,应用就越容易解决,”康耐克斯的Chiang说。“最重要的是,(您应该)获取和测试边际产品,以最小化错误的接受和拒绝。”

通常,并非所有不同的部分都在测试。通常,在第一部分“测试”之后,安装了视觉系统以适应第一个测试的样本,部分改变的要求,改变了应用的性质。大多数工程师不会将视觉系统的要求调整为新的部分,因此,可能无法正确地“培训”到新的部分。

这是最普遍的照明设置。即使当零件在特定的照明条件下进行了台架测试,当零件发生变化时,它也可能需要新的照明要求来为视觉系统正确照明零件。此外,在我们所看到的大多数情况下,部件通常是经过测试的,并且选择了视觉系统。这是静态证明。在大多数情况下,它不能反映或模拟一个动态的证明——或者产品实际在运动。

大多数终端用户没有模拟生产需求所需的照明或透镜范围。工程师最好利用供应商的视觉实验室,那里通常备有各种设备,可以提供最佳的解决方案。


解决成本问题

在今天的成本意识经济中,最终用户被迫看看底线。但是,仅在价格上选择机器视觉系统可能是一个很大的错误。

“你得到你支付的东西”的黄金法则肯定适用。有时不考虑的是实施和维护系统的成本。特定的视觉系统可能会花费1000美元至2000美元,但如果昂贵的系统难以学习和排除,项目的投资回报可能会在生产线上的随后长期停机而显着降低。

“在不考虑所需的所有潜在附加物品的情况下,不要将购买决定仅在价格上基于价格。”“在具有更强大的软件的视觉系统上,更初始化的愿望系统可以通过减少更昂贵的照明,光学或部分夹具来节省资金。”

虽然最便宜的解决方案有时可以很好地工作,但单独的价格决定不保证应用程序可能需要的可重复性和可靠性。“除了成本外,一切看起来都看起来相同,很容易购买一个不会充分开展的系统,以满足您的要求,”Edmund Optics的空洞无序。“如果在现实世界条件下的具体申请中没有经过验证的表现,费用不应该是唯一考虑的因素。”