機器視覺定位檢測及案例分析：如何實現(xiàn)快速準確的定位？

隨著工業(yè)自動化的蓬勃發(fā)展，很多制造商在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，總會出現(xiàn)一些瑕疵品，不良品，有的部件不吻合，有的畸形產(chǎn)品等，產(chǎn)品貼合偏差等…

有時人工無法達到要求的精度時，機器視覺系統(tǒng)的定位/對準/對位。在如下舉例的工序中，運用視覺系統(tǒng)的定位/對準/對位，順利完成了高精度的制造工序。

定位玻璃印刷電路板

測量標簽及條碼的偏移

辨別IC芯片等的方向

檢測食品容器蓋的偏移

控制工作設備的位置（機械手視覺）等

通過視覺系統(tǒng)檢測位置，定位/對準的基本原理

如何實現(xiàn)快速準確的定位？

要實現(xiàn)生產(chǎn)工序的高效化，必須能夠在瞬間檢測出工件與工作設備或工作臺的位置關系，實施精密的控制。這項檢測如果存在精度問題，就會導致不良品的產(chǎn)生；檢測及控制一旦存在時滯，就會降低生產(chǎn)性。要實現(xiàn)工廠自動化（FA：Factory Automation），正確快速的定位/對準功能是不可或缺的，視覺系統(tǒng)作為其手段，正在進一步擴大應用范疇。

定位/對準中的課題

在液晶面板的生產(chǎn)中，玻璃及薄膜的貼附等，必須確保高精度的定位。近年來，雖然視覺系統(tǒng)系統(tǒng)正在被不斷普及到定位功能中，仍面臨以下的課題。

由視覺系統(tǒng)系統(tǒng)實施的定位，在校正時需要花費時間和人工

黑匣子化的處理，難以進行功能追加等，缺乏通用性

要實現(xiàn)高精度的高速定位，必須具備專業(yè)知識

無法達到要求精度，實際用途有限

但近年來，借助自動實施校正的“自動校正”功能，及正確位置對準精度的提升，這些課題正在被逐漸攻克。

視覺系統(tǒng)定位的流程

首先，對利用視覺系統(tǒng)的定位/對準流程進行理解很重要。實際情況會因視覺系統(tǒng)系統(tǒng)的不同而存在差異，以玻璃貼合為例，介紹定位的基本流程。

自動校正

借助圖形搜索（搜索處理）等，檢測對準標記的位置信息，計算出載物臺軸方向及旋轉中心位置。

基準位置注冊

移動目標物，注冊目標位置。

對準

測量目標物的位置，計算距離基準位置的補正量。

定位

將計算得出的位置信息反饋到PLC等上位系統(tǒng)中，控制載物臺實施定位。

視覺系統(tǒng)定位的優(yōu)勢

將視覺系統(tǒng)系統(tǒng)導入定位/對準功能，可獲得以下優(yōu)勢。

以圖形搜索實現(xiàn)高精度的位置檢測

圖形搜索（搜索處理），是利用視覺系統(tǒng)進行定位/對準時的必需技術。圖形搜索中，會自動檢測作為基準的圖像及圖形（標記），該標記也被稱為“對準標記”、“定位標記”。此時，利用鏡頭失真補正及濾波器功能，能夠實現(xiàn)高精度的位置檢測。

自動校正帶來的生產(chǎn)效率提升

在通過坐標進行的位置控制中，存在工件與工作臺間偏移、檢測精度等問題，難以實現(xiàn)理想的位置、角度檢測。近年來，隨著圖形搜索（搜索處理）技術的進步，自動校正的精度實現(xiàn)了飛躍性的提升。自動進行高速、高精度校正成為了可能，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率提升。

借助視覺系統(tǒng)的高精度檢測，為正確的控制提供了支持

近年來，在高像素數(shù)視覺系統(tǒng)的基礎上，視覺系統(tǒng)技術的進步也使得對準標記的高精度檢測成為了可能。

不僅能檢測對準標記，即使沒有對準標記，也能根據(jù)實際用途，進行印刷電路板隅角虛擬交點檢測、晶圓槽定位等靈活多樣的位置檢測。

借助超高像素相機實現(xiàn)的定位/對準

我們發(fā)揮了業(yè)內(nèi)超強的問題解決能力，推出了2100萬像素的超高像素相機。諸如30萬像素、200萬像素等低像素數(shù)相機，存在下列問題，而超高像素數(shù)相機卻可以解決這些煩惱。

您是否曾對這些問題感到煩惱？

R部分較多的產(chǎn)品，角部分的檢測不穩(wěn)定，位置檢測也不穩(wěn)定

只要用2100萬像素相機對產(chǎn)品整體進行完整拍攝，即使形狀復雜，也能實現(xiàn)高精度的輪廓檢測。對于形狀多樣的產(chǎn)品，也能實現(xiàn)高精度的對準。

同一生產(chǎn)線上會生產(chǎn)多種產(chǎn)品，存在切換的麻煩

所用的相機分辨率較低時，要實現(xiàn)目標精度，就必須將拍攝視野變窄。所以，在同一生產(chǎn)線上實施多項生產(chǎn)時，每進行一次切換，會同時產(chǎn)生相機布局變更的工時。但只要用2100萬像素相機對產(chǎn)品整體進行完整拍攝，就能免除切換的工時，可固定使用相機，能夠構建起簡單的生產(chǎn)系統(tǒng)。此外，可以統(tǒng)一進行多種產(chǎn)品的檢測。

在與對準相獨立的工序中，實施利用視覺系統(tǒng)的外觀/尺寸檢測

除了對準，在其他獨立工序中實施外觀檢測及尺寸檢測的案例還有很多，只要用2100萬像素相機對產(chǎn)品整體進行完整拍攝，就能同時進行對準和產(chǎn)品的整體外觀檢測。最終有助于減小生產(chǎn)設備的體積。

具體應用

近年來，產(chǎn)品的高精度化發(fā)展迅猛，要求生產(chǎn)工序具備高準確性。近期還同時要求提高生產(chǎn)性和成品率。為了滿足這一需求，對利用視覺系統(tǒng)系統(tǒng)的定位/對準需求正在逐步增長。下面將就利用視覺系統(tǒng)及校正的部分導入案例進行介紹。

組裝車身時的定位孔感應

工業(yè)用機械手作為焊接、搬運、組裝等生產(chǎn)工序中不可或缺的重要部分，在此前的作業(yè)中，會產(chǎn)生原點搜索及定位等坐標示教工時。此外，還必須根據(jù)產(chǎn)品及個體的差異進行微調(diào)，現(xiàn)在只要利用視覺系統(tǒng)實施定位及校正，就能解決這些問題。例如在組裝車門等重量部件時，通過視覺系統(tǒng)確認定位孔實施機械手控制，能實現(xiàn)更精準的快速生產(chǎn)。

圖形的位置偏移

對于用于半導體元件制造中的晶圓片，m水平的圖形偏移可能會成為致命的缺陷。因此，雖然常常必須用光學顯微鏡等檢測，獲取缺陷的位置信息，現(xiàn)在只要利用諸如支持2100萬像素彩色相機的“XG-X系列”，就可以正確檢測包括晶圓片旋轉方向在內(nèi)的圖形及位置的偏移。

電子部件的組裝

隨著智能手機、平板電腦等設備小型化的發(fā)展，電子設備行業(yè)對組裝精度的要求增高。支持實現(xiàn)同級超高像素數(shù)的高分辨率大視野2100萬像素彩色相機，能夠清晰檢測芯片的細微部位，實現(xiàn)高精度的對準。對于諸如電子部件這樣的細小部件，也能進行正確組裝。

審核編輯：郭婷