
圖1.視覺傳感器校驗告訴傳送帶是否在傳送正確的部件
在(zai)不(bu)久(jiu)之(zhi)前(qian),設(she)計(ji)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)還(hai)不(bu)得(de)不(bu)在(zai)若(ruo)幹(gan)種(zhong)檢(jian)測(ce)選(xuan)項(xiang)中(zhong)做(zuo)出(chu)選(xuan)擇(ze),沒(mei)有(you)一(yi)種(zhong)完(wan)全(quan)令(ling)人(ren)滿(man)意(yi)。這(zhe)些(xie)選(xuan)項(xiang)包(bao)括(kuo)昂(ang)貴(gui)的(de)單(dan)用(yong)途(tu)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong),多陣列低功能光電傳感器,以及易受疲勞和精力不集中影響的人眼檢驗。然而,如今最先進的視覺傳感器正將傳統方法的最佳性能與史無前例的速度、精確度、尺寸及成本優勢相結合。
本文將比較各類傳感器選項的功能,並證明為什麼視覺傳感成為工業傳感器市場中增長最快的領域。
視覺傳感的基本原理
光guang電dian傳chuan感gan器qi包bao含han一yi個ge光guang傳chuan感gan元yuan件jian,而er視shi覺jiao傳chuan感gan器qi具ju有you從cong一yi整zheng幅fu圖tu像xiang捕bu獲huo光guang線xian的de數shu以yi千qian計ji像xiang素su的de能neng力li。圖tu像xiang的de清qing晰xi和he細xi膩ni程cheng度du通tong常chang用yong分fen辨bian率lv來lai衡heng量liang,以yi像xiang素su數shu量liang表biao示shi。Banner邦納工程公司提供的部分視覺傳感器能夠捕獲130萬像素。因此,無論距離目標數米或數厘米遠,傳感器都能“看到”細膩的目標圖像。
zaibuhuotuxiangzhihou,shijiaochuanganqijiangqiyuneicunzhongcunchudejizhuntuxiangjinxingbijiao,yizuochufenxi。liru,ruoshijiaochuanganqibeishedingweibianbiezhengquedechayoubakeluoshuandejiqibujian,huozheluoshuanweiduizhundebujian。ciwai,wulungaijiqibujianweiyushichangzhongdenageweizhi,wulungaibujianshifouzai360度範圍內旋轉,視覺傳感器都能作出判斷。
視覺傳感器應用基本要素 掌握如何應用視覺傳感器的兩個關鍵點是照明和軟件工具。如需深入了解視覺傳感器原理,請參見
www.bannerengineering.com/training/並選擇Vision(視覺傳感)選項。
照明 在視覺傳感器應用中,照明是最重要的技術因素。光源的類型和位置,直接關係到是否能創建出最大目標背景對比度的圖像。
工具 視覺傳感器使用算法來分析其捕獲的圖像。用途廣泛、功能全麵的視覺傳感器提供多種算法(有時被稱作工具)。低成本視覺傳感器可能隻包括一個工具,兩者都有自身適合的應用。
工具分成兩個基本類別:即線性和平麵。兩者都注意圖像的變化,但方式卻有所不同。
如果待關注的區域可預見,則線性工具是最佳選擇,因為該工具的速度和精確度都高於平麵工具。例如,視覺傳感器能夠用線性工具(如切削具)來確保快速通過組裝線的小瓶均已蓋緊。

圖2.由背光視覺傳感器找到的泡罩包裝中的破損藥片。
ruguomubiaodeweizhikenenghuibianhua,rukenengzaixiangzhongmouweizhiqueshaoyigehuoduogesuliaopingdesuliaopingxiang,pingmiangongjuzezuiweishiyong。pingmiangongjujiangjianzhazhengxiangshifouyubiaozhuncunzaipiancha。
視覺傳感器的優勢
在可用的檢驗備選方案中,即視覺係統、光電傳感器、人工檢驗,以及視覺傳感器,視覺傳感器通常因其精確性、易用性、豐富功能及合理成本而成為最佳選擇。
隨sui著zhe各ge行xing業ye競jing爭zheng越yue來lai越yue激ji烈lie,利li潤run率lv逐zhu漸jian變bian小xiao,製zhi造zao商shang無wu法fa承cheng受shou因yin瑕xia疵ci產chan品pin造zao成cheng的de高gao廢fei品pin率lv。因yin此ci,為wei在zai產chan生sheng高gao昂ang成cheng本ben之zhi前qian檢jian測ce出chu問wen題ti,製zhi造zao商shang正zheng將jiang檢jian驗yan工gong作zuo融rong入ru整zheng個ge製zhi造zao過guo程cheng。
視覺係統與視覺傳感器之比較
複雜的視覺係統是一項成熟的技術,可執行細致的自動檢驗。但是,複雜性和高成本妨礙了其在許多行業中的應用,其價格通常從5000美元至50000美元以上。這些複雜的視覺係統需要一個或多個攝像頭、定製軟件以及一台計算機。它們往往需要聘請外部視覺顧問來設計、集成和安裝係統。此外,鑒於此類係統的專用性,無法將它們輕鬆地改作它用。這些複雜的係統通常要求持續的專業支持。
盡管對複雜視覺係統的需求仍然存在,但是更廉價、更容易使用的視覺傳感器的推出,為一些工業應用提供了性價比更高的解決方案。此外,由於視覺傳感器更小、更geng易yi使shi用yong,製zhi造zao商shang會hui更geng頻pin繁fan地di在zai檢jian驗yan和he校xiao驗yan應ying用yong中zhong采cai用yong視shi覺jiao解jie決jue方fang案an。視shi覺jiao傳chuan感gan器qi在zai工gong廠chang自zi動dong化hua的de品pin質zhi提ti高gao及ji生sheng產chan效xiao率lv改gai進jin方fang麵mian功gong不bu可ke沒mei。
光電傳感器與視覺傳感器之比較
與yu光guang電dian傳chuan感gan器qi相xiang比bi,視shi覺jiao傳chuan感gan器qi賦fu予yu機ji器qi設she計ji者zhe更geng大da的de靈ling活huo性xing。以yi往wang需xu要yao多duo個ge光guang電dian傳chuan感gan器qi的de應ying用yong,現xian在zai可ke以yi用yong一yi個ge視shi覺jiao傳chuan感gan器qi來lai檢jian驗yan多duo項xiang特te征zheng。視shi覺jiao傳chuan感gan器qi能neng夠gou檢jian驗yan大da得de多duo的de麵mian積ji,並bing實shi現xian了le更geng佳jia的de目mu標biao位wei置zhi和he方fang向xiang靈ling活huo性xing。這zhe使shi視shi覺jiao傳chuan感gan器qi在zai某mou些xie隻zhi有you依yi靠kao光guang電dian傳chuan感gan器qi才cai能neng解jie決jue的de應ying用yong中zhong受shou到dao廣guang泛fan歡huan迎ying。在zai傳chuan統tong上shang,這zhe些xie應ying用yong還hai需xu要yao昂ang貴gui的de配pei件jian,以yi及ji能neng夠gou確que保bao目mu標biao物wu體ti始shi終zhong以yi同tong一yi位wei置zhi和he姿zi態tai出chu現xian的de精jing確que運yun動dong控kong製zhi。
此外,由於一個基本視覺傳感器的成本僅相當於數個具有較貴配件的光電傳感器,因此價格已不再是問題。

圖3.在藥品包裝應用中,視覺傳感器辨別包裝瓶上是否缺少標簽。
視覺傳感器為應用的切換提供了無與倫比的靈活性。例如,生產工序的切換(從單份裝酸奶切換成冰淇淋桶)可能僅需數秒鍾,並且可遙控完成。附加的檢驗條件可輕鬆地添加到此應用中。
人工檢驗和視覺傳感器之比較
wulungongchangzidonghuayouhejinbu,xuduojianyanrengyongrouyanlaiwancheng。danshi,zaidaduoshuyingyongzhong,shijiaochuanganqidexuduoyoushifeishoudongjianyanliuchengsuonengji。shijiaochuanganqinenggouyigaodeduodesudugongzuo;以低得多的成本執行重複、多次、一致的檢驗。

圖4。經過訓練,知道如何監視橫向和縱向位置的傳感器辨別出的誤貼標簽。
不斷擴展的應用範圍
視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機器設計師和工藝工程師將其集成入各類曾經依賴人工、多個光電傳感器,或根本不檢驗的應用領域。視覺傳感器的工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分檢。以下隻是一些應用範例:
在汽車組裝廠,檢驗由機器人塗抹到車門邊框的膠珠是否連續,是否有正確的寬度。
在瓶裝廠,檢驗瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確,以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中。
在包裝生產線,確保在正確的位置粘貼正確的包裝標簽。
在藥品包裝生產線,檢驗阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片。
在金屬衝壓公司,以每分鍾逾150片的速度檢驗衝壓部件——比人工檢驗快13倍以上。
結論
對於視覺傳感器而言,這是一個激動人心的時刻。曾經需要大量專業知識的技術,現在變得經濟、易(yi)用(yong)。采(cai)用(yong)該(gai)技(ji)術(shu)的(de)未(wei)來(lai)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)將(jiang)繼(ji)續(xu)此(ci)趨(qu)勢(shi)。現(xian)在(zai)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)如(ru)何(he)讓(rang)各(ge)個(ge)行(xing)業(ye)意(yi)識(shi)到(dao)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)所(suo)有(you)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)的(de)潛(qian)力(li),其(qi)中(zhong)包(bao)括(kuo)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)、測量和檢驗流程。