隨著智能制造業(yè)的全面普及，機(jī)器視覺檢測已經(jīng)成為制造業(yè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵武器。與人工檢驗(yàn)容易疲勞、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、漏檢誤檢率高、檢驗(yàn)效率低等缺點(diǎn)相比，視覺檢驗(yàn)廣泛應(yīng)用于3C電子、汽車零部件、五金塑料、包裝印刷、新能源等多個(gè)行業(yè)。具有精度高、速度快、24小時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)，涵蓋外觀缺陷檢測、尺寸精密測量、安裝正誤檢測、字符條碼識別等全場景質(zhì)檢階段。
但是很多公司在智能升級的過程中都會面臨同樣的問題:也是視覺檢測設(shè)備，其他公司生產(chǎn)就有效，但是自己的設(shè)備經(jīng)常會出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷、適應(yīng)性差、跟不上生產(chǎn)線的節(jié)奏、后期運(yùn)維繁瑣等問題。根本原因是，高質(zhì)量的視覺檢測系統(tǒng)從來不是硬件和算法的簡單拼接，而是一個(gè)定制的完整方案，結(jié)合生產(chǎn)場景、產(chǎn)品特點(diǎn)和生產(chǎn)線條件。
很多項(xiàng)目失敗的根本原因不是設(shè)備性能不足，而是前期規(guī)劃缺乏系統(tǒng)思維，盲目復(fù)制通用模板，忽視現(xiàn)場實(shí)際工作條件。結(jié)合多年的一線項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，我們將拆解規(guī)范化的視覺檢測方案，規(guī)劃全過程，幫助企業(yè)避免R&D誤區(qū)，低成本打造適合自己生產(chǎn)線的最佳質(zhì)量檢測方案。
步驟一：深入挖掘核心需求，指導(dǎo)方案規(guī)劃基礎(chǔ)
所有不切實(shí)際需求的解決方案最終都將成為無效投資。作為解決方案規(guī)劃的第一個(gè)核心環(huán)節(jié)，需求調(diào)查的目的是明確檢驗(yàn)界限和量化技術(shù)指標(biāo)，從源頭上避免解決方案冗余、性能不足、適應(yīng)性差等問題。企業(yè)需要從四個(gè)維度完成全方位的整理:
1. 確定檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和檢驗(yàn)內(nèi)容
準(zhǔn)確定義待檢產(chǎn)品屬性，包括產(chǎn)品材料(金屬、玻璃、塑料、薄膜、電路板等)、外觀結(jié)構(gòu)和表面反光特征；同時(shí)，對檢測項(xiàng)目進(jìn)行了細(xì)化，主流檢測類型分為四類:外觀缺陷(劃痕、污垢、裂紋、毛邊、偏色、氣泡、孔眼)、精確尺寸(孔徑、邊長、高度、間隔、平面度)、安裝檢驗(yàn)(零件少裝，錯(cuò)裝，反向，間隙超標(biāo))、信息化識別(字符刻印、二維碼、條碼、批號驗(yàn)證)。
2. 量化硬性技術(shù)指標(biāo)
摒棄“越高越好”的模糊思維，結(jié)合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定準(zhǔn)確的量化指標(biāo):一是檢測精度，明確最小可識別缺陷尺寸和尺寸檢測允許誤差；二是檢驗(yàn)速度，匹配生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，確定單件檢驗(yàn)的耗時(shí)和小時(shí)生產(chǎn)能力；第三，確定標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一NG/OK定義規(guī)則，區(qū)分可接受的輕度缺陷和硬性不合格缺陷，同步對齊質(zhì)檢人員的判斷邏輯。
3. 整理生產(chǎn)線的工作條件
設(shè)備部署模式的確定(在線實(shí)時(shí)監(jiān)控/離線取樣復(fù)查)、商品傳輸技術(shù)(輸送帶、振動盤、機(jī)械手)的安裝空間尺寸；同時(shí)，調(diào)查現(xiàn)場干擾因素，如環(huán)境光強(qiáng)度、設(shè)備振動、溫度和濕度、灰塵和油污等。各種因素直接決定了后續(xù)燈源、相機(jī)和保護(hù)配件的選擇方向。
4. 確定輸出和對接要求
計(jì)劃系統(tǒng)的導(dǎo)出方式包括NG商品報(bào)警、自動分揀和去除、缺陷位置標(biāo)記和數(shù)據(jù)報(bào)表生成；同時(shí)，明確系統(tǒng)對接的需求，是否需要與PLC聯(lián)動。、MES等生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)同步上傳，生產(chǎn)閉環(huán)控制。
步驟二：選擇硬件系統(tǒng)，打造超清顯像基礎(chǔ)。
成像質(zhì)量直接決定了視覺檢測的上限。硬件選擇的核心原則是:適應(yīng)場景，充分使用，不浪費(fèi)，最大化性價(jià)比。一個(gè)完整的視覺硬件系統(tǒng)主要由四個(gè)核心模塊組成，不需要盲目堆積高檔配件，并根據(jù)需求指標(biāo)匹配相應(yīng)的規(guī)格:
1. 照明源系統(tǒng)-視覺檢測的“照明”
燈源是決定成像效果的關(guān)鍵附件。高質(zhì)量的照明可以最大限度地突出缺陷，削弱背景干擾，降低后續(xù)算法識別的難度。選擇要結(jié)合產(chǎn)品材料和缺陷類型:散射光源適用于高反光曲面產(chǎn)品；條形光源適用于平面產(chǎn)品的劃痕和污垢檢驗(yàn)；環(huán)形光源多用于硬件零件的尺寸檢驗(yàn)；同軸光源用于檢測透明材料和細(xì)微劃痕。同時(shí)，需要避免環(huán)境光干擾，必要時(shí)安裝擋光外殼。
2. 工業(yè)相機(jī)和鏡頭-視覺系統(tǒng)的“眼睛”
相機(jī)的核心參數(shù)是分辨率和幀率:根據(jù)測試精度和拍攝視線計(jì)算所需的像素。精度要求越高，視線越大，需要的相機(jī)分辨率越高。幀率應(yīng)與產(chǎn)角速度相匹配，以防止漏拍和模糊畫面。鏡頭側(cè)重于焦距和畸變指數(shù)，優(yōu)先選擇低畸變工業(yè)鏡頭，通過棋盤格子校準(zhǔn)板完成像素校準(zhǔn)和畸變校準(zhǔn)，將像素單位轉(zhuǎn)化為實(shí)際物理尺寸，保證測量精度。
3. 圖像采集和控制模塊
包括圖像采集卡和工業(yè)控制機(jī)兩大部件，采集卡需要適應(yīng)相機(jī)接口，保證圖像高速無損傳輸；工業(yè)控制機(jī)可以根據(jù)算法類型進(jìn)行調(diào)整，傳統(tǒng)的圖像處理算法可以適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)備。AI深度學(xué)習(xí)算法需要升級GPU高性能設(shè)備，支持模型訓(xùn)練和即時(shí)推理。
4. 執(zhí)行和交互配件
包括HMI操作顯示屏、聲光報(bào)警器、分揀氣缸、傳感器等配件，用于實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)整、結(jié)果預(yù)警、不合格產(chǎn)品去除、自動起停等功能，打通圖像采集到動作執(zhí)行的完整鏈接。
