每个制造商都有一个需求和许多需求。人们普遍希望成为其行业或专业领域的领导者。这些需求是个性化的，可能涉及到各种各样的问题，如增加资本、升级技术、扩大工厂规模或雇用更多的装配工。
在技术方面，各行业各种规模的制造商越来越多地决定在其装配线上安装一个或多个视觉系统。问题是，他们真的需要吗？一如既往，答案是，视情况而定。
“更多的事情,你需要检查的一部分,更多意义上是安装一个智能摄像机——或者camera-with-controller-based视觉系统,”Chris Heberlein说销售机器和设备工程主管巴鲁夫公司”。如果一个过程控制应用程序只需要确定是否存在,或者在一个装配中正确的位置或方向，那么你就可以用一个简单的视觉传感器。但是，如果有一个或多个额外的过程控制步骤，那么您需要认真考虑安装一个视觉系统。毕竟，召回一件产品会让你在经济上或其他方面付出多少代价?”
Heberlein承认，有时候，制造商很难投入视觉系统，即使应用程序显然需要一个。例如，去年秋天，他会见了一家一级汽车供应商，该供应商需要一个机器人准确地将不同尺寸的金属坯料放入压力机中。Heberlein和供应商代表详细讨论了摄像机的安装方案。
“我解释说，视觉系统可以配备多个摄像头，它们可以安装在机器人抓取空白的上方，”Heberlein解释说。“然后，视觉系统将通过正确的坐标来识别空白的每个大小，从而得到正确的定位。”
在与Heberlein会面后，供应商并没有承诺安装带有Balluff组件的视觉系统。他仍然不知道该公司是否曾经或将来安装过视觉系统。
当一家公司安装了视觉系统时，它可以获得许多好处:一致性的防错误;改进产品质量;提高生产力、生产灵活性和占地面积;更严格的过程控制;降低运营成本、停机时间和报废率;更准确的库存控制;改善了工人的安全。
尽管有这些优点，但是工程师在决定是否需要一个视觉系统时，仍然必须考虑成本和简单性等因素。
关键问题
使用机器视觉的装配应用有四种类型。一些设备供应商将其称为指南、识别、测量和检查或GIGI。Heberlein更喜欢指南、可追溯性、测量和过程控制的类别。
引导是指用视觉引导机器人到特定位置去拾取零件。摄像头可以安装在固定位置，也可以直接安装在机器人上。这个应用程序可能还需要一个3D视觉系统。
可追溯性包括读取产品上的字符或机器可读代码。测量是指系统确定一个零件上特定区域的线性或角度测量，并确保其正确性。这是快速完成(在毫秒内)，精确和没有接触。
“过程控制很大程度上依赖于图像处理软件的模式匹配能力，”Heberlein说。“我们的目标是确保摄像头看到的是它应该看到的确切形状，而不是有裂缝、缺陷和其他缺陷的部分。”此外，过程控制可以简单地识别形状和/或颜色的存在或不存在。”
一旦确定了应用程序类型，Heberlein将与制造商讨论有关工作环境、生产量、系统设置和可用预算的几个问题。
“一个视觉系统需要正确的环境才能有效，”Heberlein说。“我需要知道该系统是否会受到冲洗、油和空气微粒的影响。如果是这样，我们就需要足够的空间将相机放置在远离这些区域的地方，我们还需要一个更大的镜头来仍然清晰地看到那部分。”
对于机器视觉来说，大容量应用往往比小容量应用更具成本效益——除非后者涉及非常昂贵的部件或具有严格公差的部件。对于经常更换零件的制造商来说，机器视觉可能也是一种明智的投资。
Heberlein说，知道谁将安装这个视觉系统至关重要。他说，内部团队或集成商应该在系统设置的各个方面都有一些经验。
至于预算，最终用户需要提前知道，一个完整的视觉系统的成本比一个简单的视觉传感器高很多倍。根据Heberlein的说法，对于一个标准系统来说，从几千美元到上万美元是很现实的，而对于一个视觉传感器来说，这一数字是1000美元或1500美元。
“预算限制总是很重要，尽管从长远来看，有时一个视觉系统可以证明比使用多个传感器更划算，”边缘水自动化公司(Edgewater Automation)斯帕坦堡工厂的机器视觉专家基思·鲍林(Keith Bowling)说，考虑这样一种情况，一家公司使用了几个传感器来监控一个特定的装配过程。该公司或许可以通过一款购买和操作成本更低的相机取得同样的成功。”
Balluff的BVS SC SmartCamera可以在制造过程的早期检测到生产缺陷，并确保对象的质量控制。它检测机器代码、文本或序列号，并协助机器人定位。很容易设置与常见的网络浏览器，相机生成检查程序，并将检查结果传递给控制器或文件服务器。
制造商可以使用数字I/O、标准LAN、Profinet或以太网/IP将摄像机集成到视觉系统中。可以调整采集数据的数量和格式，将大量数据排除在过程网络之外。额外的传感器可以通过IO-Link主接口集成到系统中。
现实的期望
“真正的问题不是‘制造商真的需要视觉系统吗？’而是‘制造商需要确信它需要视觉系统吗？’”鲍林认为大多数时候答案都是否定的。然后你偶尔会遇到一家公司，几年前它什么都用相机，因为这是你要做的事情。事情对公司来说并不顺利，现在它想完全远离任何与愿景有关的东西。”
保龄几年前在一家一级汽车供应商就有过这样的经历，这家供应商负责冲压各种零件。他在那里花了半天的时间，与技术代表进行了长时间的交谈，后者自由地分享了他与视觉有关的糟糕经历。
鲍林说，他解释了视觉可以帮助冲压过程的方式，以及在冲压过程中，摄像机可以在哪里以及如何在一定距离使用。他还承认，安装视觉系统将是相当昂贵的，但非常有益的。代表不为所动。
“我告诉每个客户和潜在客户视觉系统背后的科学，它能做什么，不能做什么，”鲍林说。“然而，机器视觉是一件棘手的事情，因为它的安装和能力并不总是明确的界限，或者是一个硬核的二进制是或不是。公司在视觉系统方面需要更加灵活，不要抱有不切实际的期望。”
检查和机器人引导是保龄球最常见的应用，无论行业如何。前者通常涉及使用视觉系统来代替质量控制检验员，后者做了许多检查任务。机器人引导通常需要使用2D视觉，有时也需要使用3D视觉来更好地帮助机器人从传送带上抬起不同类型的部件。
据保龄球，机械约束往往可以使视觉系统比单独使用传感器更可行。例如，需要检查微小部件可能会使使用大型传感器或距离太远的传感器变得不切实际。然而，摄像机可以放置在工作区上方几英尺的地方，并配备一个变焦镜头，聚焦到受影响的区域。这种相机设置也消除了在现场检查支架的需要。
Heberlein说，他认为机器视觉面临的主要挑战是，终端用户在操作视觉系统方面只有很少或根本没有经验。这可能导致不现实的期望，公司认为该系统将解决其主要问题，但不理解该系统可能无法解决其他出现的问题。
Heberlein指出:“应用程序参数可能会随着时间的推移而改变。”“这可能导致供应商和最终用户从一开始就在视觉系统中使用哪些组件的问题上存在分歧。”
“最终用户需要从一开始就关注视觉系统的投资回报率，”Bowling说。“如果没有，就不要使用视觉系统。”
越来越多的连接
机器视觉在装配和检测方面的应用正在上升，并且已经持续了很长一段时间。Heberlein指出，由于联邦指导方针(Title 21 CFR Part 11)要求在食品、饮料、制药和化妆品行业中建立追踪和跟踪系统，该观点在20世纪80年代和90年代开始流行。
由于多年来的稳定增长，汽车行业仍然是视觉系统的最大用户之一。类似的情况也出现在半导体和电子制造商以及钢铁生产商中。
Heberlein解释说:“协作机器人和行尾机器人的增加也刺激了视觉应用的增长。”有了合作机器人，视觉引导可以确保零件准确回收，而不会击中其他设备，或更糟的是，击中附近的工人。与生产线末端机器人一起使用的视觉可以帮助制造商选择正确的部件，并提高产量。”
“随着自动化程度的提高，对愿景的需求也在增加，我们服务的每个行业的自动化程度都在全面提高，”Bowling说行业研究表明，视觉系统和部件的销售价值仍以每年15%至20%的速度增长。”
在2014年雇佣Bowling之前，Edgewater几乎外包了所有的视觉系统集成工作。在此之前，他在制造业全职工作了25年，然后一边经营自己的摄影业务，一边为一家生产安全空气背心充气阀的公司做一些视觉系统安装工作。
如今，Edgewater为许多行业的公司进行视觉系统设计和安装——主要是汽车行业，但也包括白色家电、医疗设备和电子产品。保龄球涉及到每个应用程序，无论多么简单或复杂。
这种繁重的工作负载有助于保龄保持在机器视觉的趋势。他引用了两个值得注意的例子。一个是提高相机内传感器的分辨率以获得更高质量的图像。
另一个趋势是基于摄像头到PC的视觉系统的增加，而不是基于智能摄像头的视觉系统。公司这样做是为了省钱。像智能相机一样，在基于PC的系统中使用的相机可以产生非常大的图像，大小为5到20兆字节，但价格要便宜得多：2000美元，而不是15000美元或20000美元。这些相机还兼容所有最新的接口，如Camera Link、Camera Link HS、USB3.2 Vision和GigE Vision。
工业物联网是视觉系统使用量增加的另一个原因。视觉设备提供的大量数据可以帮助制造商识别和标记有缺陷的产品，了解其缺陷，并在连接的工厂中实现快速和有效的干预。
Heberlein说:“工业4.0需要智能生产系统，这就包括了远见。”“目前最好的视觉系统是包括工业以太网和其他快速获取和传输所有图像和相关处理数据的方式。”
控制器可以帮助实现这些目标，特别是对于任何具有非智能摄像头的视觉系统。基于linux的BAE0103 SmartVision控制器来自巴鲁夫，控制GigE和USB3工业摄像机使用的所有配件。它具有一个集成的BVS驾驶舱用户界面，直接控制几个工业摄像机。该接口还可以通过各种网络接口将所有摄像头数据提供给中央控制器。
如果需要，可以在windows终端设备上安装和使用该接口。这让终端用户可以用自己的PC配置和控制连接的工业摄像头。
