機(jī)器人視覺光源檢測(cè)案例（機(jī)器人視覺光源檢測(cè)案例分享）

本文目錄一覽：

• 1、協(xié)作機(jī)器人案例透視
• 2、機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法
• 3、機(jī)器視覺檢測(cè)帶你走進(jìn)工業(yè)4.0，體驗(yàn)人工智能新視界
• 4、如何開展一個(gè)機(jī)器視覺檢測(cè)項(xiàng)目？
• 5、機(jī)器視覺光源的選擇
• 6、機(jī)器視覺系統(tǒng)常見的光源有哪些，每種光源適合在什么場(chǎng)合應(yīng)用

協(xié)作機(jī)器人案例透視

丹麥優(yōu)傲機(jī)器人 產(chǎn)業(yè)智能官

項(xiàng)目背景

北京北汽李爾 汽車 系統(tǒng)有限公司主要為 汽車 整車企業(yè)配套，其中包括為北京奔馳C級(jí)乘用車和SUV-GLK與新一代E級(jí)車、北京 汽車 自主品牌紳寶及C50系列車型提供座椅系統(tǒng)集成。

作為一家 汽車 供應(yīng)商，北汽李爾十分注重產(chǎn)品的研發(fā)和設(shè)計(jì)能力，并不斷提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，致力于為用戶提供可靠的產(chǎn)品和解決方案。

近年來，隨著工業(yè)自動(dòng)化升級(jí)， 汽車 零部件生產(chǎn)對(duì)精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求。因此，北汽李爾一直在考慮使用協(xié)作機(jī)器人替代一部分人工操作，以提升產(chǎn)線自動(dòng)化并增強(qiáng)公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

項(xiàng)目挑戰(zhàn)

作為 汽車 座椅生產(chǎn)的重要一環(huán)，擰緊座椅上的螺絲是一項(xiàng)極其重要但卻又重復(fù)枯燥的工作。產(chǎn)線員工一整天重復(fù)相同的動(dòng)作，很容易感受到工作的單調(diào)和枯燥，而且長(zhǎng)時(shí)間保持相同的工作姿勢(shì)，會(huì)對(duì)員工身體造成傷害，生產(chǎn)效率也會(huì)受到影響。

解決方案

綜合考慮了生產(chǎn)車間內(nèi)的狀況：產(chǎn)線安裝空間有限，以及傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的總體使用成本過高后，北汽李爾最終選定了優(yōu)傲機(jī)器人。

優(yōu)傲機(jī)器人不但能夠滿足自動(dòng)化需求，而且從綜合使用成本來說，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。相比起傳統(tǒng)機(jī)器人，優(yōu)傲機(jī)器人 輕巧緊湊、節(jié)省空間、易于重新部署在多個(gè)應(yīng)用工站中 ，而不會(huì)改變產(chǎn)線的生產(chǎn)布局， 無需安全圍欄隔離也能運(yùn)行 ，可以與產(chǎn)線員工實(shí)現(xiàn)共同協(xié)作。

同時(shí)它 設(shè)置簡(jiǎn)單、操作可靠、用戶體驗(yàn)流暢 ，從而大大 縮短了集成和調(diào)試周期 ，減少了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

即使在員工沒有編程經(jīng)驗(yàn)的情況下，優(yōu)傲的專利技術(shù)也可以讓他快速設(shè)置和操作優(yōu)傲協(xié)作型機(jī)器人，只需花費(fèi)數(shù)分鐘就能掌握如何啟停機(jī)器、為機(jī)器編寫程序。而且和機(jī)器人一起工作，可以大大減輕員工的工作強(qiáng)度和壓力，讓工作變得更有趣。

同時(shí)，原本負(fù)責(zé)這部分工作的產(chǎn)線員工的角色也可隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變——從操作工變?yōu)闄C(jī)器人調(diào)度員，可以去執(zhí)行附加值更高的生產(chǎn)工作，工廠還能根據(jù)不同生產(chǎn)線需求安排他們的工作，使得在人員配置上更高彈性、靈活，進(jìn)一步提升了公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2018年，優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人全球銷量突破25,000臺(tái)，為紀(jì)念這一重要里程碑，優(yōu)傲向全球各地區(qū)幸運(yùn)合作伙伴頒發(fā)優(yōu)傲限量版黃金機(jī)器人。 北汽李爾作為優(yōu)傲機(jī)器人在中國(guó)區(qū)最重要的合作伙伴之一，優(yōu)傲機(jī)器人將中國(guó)區(qū)唯一一臺(tái)黃金版優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人授予北汽李爾。

在北汽李爾實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中，優(yōu)傲協(xié)作機(jī)器人非常榮幸能參與其中。作為協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)之一，優(yōu)傲機(jī)器人將繼續(xù)致力于為有未來視野的用戶實(shí)現(xiàn)協(xié)作創(chuàng)新，并提供通用型應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。 未來，優(yōu)傲也將繼續(xù)秉承“幫助用戶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，簡(jiǎn)化重復(fù)性工業(yè)”的理念，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

除了 汽車 座椅擰緊，UR還提供各類大小扭矩?cái)Q緊應(yīng)用解決方案。

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簡(jiǎn)介

百泰齊股份有限公司在塑料注塑生產(chǎn)在線導(dǎo)入了四臺(tái)UR5協(xié)作型機(jī)器人，主要負(fù)責(zé)搬運(yùn)、碼垛跟夾取商品進(jìn)行檢測(cè)等環(huán)節(jié)。UR協(xié)作型機(jī)器人靈活的手臂跟編程能力，非常適合運(yùn)用在需要復(fù)雜人體工學(xué)的產(chǎn)線環(huán)節(jié)中，成功為百泰齊省下 超過35% 的人力成本，解決了因噪音等產(chǎn)線環(huán)境影響造成的嚴(yán)重缺工問題，并大幅降低工廠中的潛在職災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；百泰齊目前有 11% 的生產(chǎn)制程由UR協(xié)作型機(jī)器人協(xié)助，其高度機(jī)動(dòng)性除為廠房帶來更多空間使用效益，更有利于公司保持營(yíng)運(yùn)跟策略制定彈性，以針對(duì)客戶少量多樣的生產(chǎn)要求實(shí)時(shí)調(diào)整產(chǎn)線，提供高質(zhì)量的客制化產(chǎn)品，優(yōu)化公司整體競(jìng)爭(zhēng)力。

挑戰(zhàn)

屬「全制程」一條龍制造生產(chǎn)的塑料注塑廠商百泰齊股份有限公司，十余年來積極研發(fā)及優(yōu)化塑料模具工業(yè)技術(shù)，致力于提供高質(zhì)量產(chǎn)品，服務(wù)客戶包含國(guó)內(nèi)外許多大型企業(yè)如伍豐、星喬 科技 以及歐洲知名家具零售商等；透過引進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，百泰齊期望能持續(xù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量穩(wěn)定、量產(chǎn)擴(kuò)增的目標(biāo)，針對(duì)客戶少量多樣的客制化需求提供更全方位的制程服務(wù)。

百泰齊原先已于產(chǎn)線中導(dǎo)入大型自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，然而大型工業(yè)用自動(dòng)化機(jī)具伴隨著噪音、所需安裝空間龐大、安全距離設(shè)置等風(fēng)險(xiǎn)，以及人才招聘困難、嚴(yán)重缺工等問題，使得企業(yè)難以應(yīng)對(duì)因生產(chǎn)量增加后更高的生產(chǎn)彈性需求。 因此，百泰齊希望藉由導(dǎo)入能靈活調(diào)整制程且低安全風(fēng)險(xiǎn)的協(xié)作型機(jī)器人，彌補(bǔ)人才缺口，也同事也希望能通過可人機(jī)協(xié)作的特點(diǎn)，重新分配產(chǎn)線人力資源、優(yōu)化生產(chǎn)效能，并降低職業(yè)傷害風(fēng)險(xiǎn)，為員工打造更友善、安心的作業(yè)環(huán)境。

解決方案

目前 百泰齊在搬運(yùn)、碼垛和取放商品進(jìn)行檢測(cè)等環(huán)節(jié)中導(dǎo)入了四臺(tái)UR5協(xié)作型機(jī)器人 ，UR協(xié)作型機(jī)器人能夠代替員工在巨大噪音和充滿工業(yè)用大型自動(dòng)化機(jī)具的環(huán)境中工作，協(xié)助百泰齊省下超過35%人力成本，解決了作業(yè)環(huán)境導(dǎo)致作業(yè)員流動(dòng)率高、人力不足的燃眉之急。

經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，UR協(xié)作型機(jī)器人無須防護(hù)柵欄即能與員工共同作業(yè)。 過去在產(chǎn)品裝箱時(shí)，須依靠純?nèi)肆a(chǎn)品整理碼垛后，再?gòu)澭湃胂鋬?nèi)，長(zhǎng)期下來易導(dǎo)致員工身體疲勞、關(guān)節(jié)跟腰部不適，通過使用UR協(xié)作型機(jī)器人，百泰齊的員工擺脫了高重復(fù)性工作內(nèi)容，降低長(zhǎng)期勞動(dòng)所產(chǎn)生的職業(yè)傷害風(fēng)險(xiǎn)。 且工人只需約1小時(shí)即可學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單故障排除，有超過80%的員工都有操作協(xié)作型機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn) ，UR協(xié)作型機(jī)器人讓員工得以從生產(chǎn)執(zhí)行者轉(zhuǎn)為監(jiān)督者，公司還能根據(jù)工作流程程設(shè)定彈性調(diào)整人力，增加產(chǎn)線效率。

每軸都擁有+-360°自由角度的UR協(xié)作型機(jī)器人能輕易模仿人體工學(xué)，靈活適應(yīng)多元產(chǎn)線需求。 以裝箱作業(yè)來說，因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品的弧度跟置放的位置不固定，要以特殊角度才能將成品置入包裝盒，一旦角度不對(duì)，很可能導(dǎo)致產(chǎn)品倒塌、擠壓等折損。UR協(xié)作型機(jī)器人內(nèi)置的安全系統(tǒng)， 可在裝箱過程中保護(hù)產(chǎn)品安全，大幅降低損壞機(jī)率并兼顧安全與速度，兩箱一棧板的作業(yè)量在20分鐘內(nèi)即可完成， 同樣的動(dòng)作若換成工業(yè)機(jī)器人可能會(huì)直接把產(chǎn)品壓壞。

不僅如此，編程容易、機(jī)臺(tái)安裝快速簡(jiǎn)便的UR協(xié)作型機(jī)器人內(nèi)建大量的模塊化程序，幫助提高程序設(shè)置效率，并可輕易地與其他自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行整合，一臺(tái)協(xié)作型機(jī)器人即可完成檢測(cè)、分類和碼垛擺放等多個(gè)環(huán)節(jié)。 百泰齊利用UR5搭配產(chǎn)線中既有的視覺傳感器，透過機(jī)器人拿取塑料置物盒至傳感器前完成良率檢測(cè)后，直接進(jìn)行分類碼垛，公司不再需要為了不同功能的自動(dòng)化機(jī)具空出廠房，隨著產(chǎn)能逐漸擴(kuò)大，百泰齊利用UR協(xié)作型機(jī)器人有效精簡(jiǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)過程，增加工廠空間的使用效益，公司資源能更集中投入產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)精進(jìn)，創(chuàng)造公司成長(zhǎng)的良性循環(huán)。

項(xiàng)目檔案

名稱：加拿大Paradigm Electronics

產(chǎn)品：揚(yáng)聲器和超低音音箱

行業(yè)：揚(yáng)聲器行業(yè)

應(yīng)用：拋光

目的：解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)中反復(fù)拋光產(chǎn)生的大量體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率

關(guān)鍵價(jià)值驅(qū)動(dòng)：機(jī)器人必須像人一樣準(zhǔn)確且靈活

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案例背景：

加拿大音箱制造商Paradigm Electronics在機(jī)箱上制作了簽名“Midnight Cherry”，這一設(shè)計(jì)獲得了許多用戶的喜愛。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了制造出該裝飾圖案工藝十分復(fù)雜，每層漆之間必須涂上多層漆，同時(shí)還必須反復(fù)送和拋光，該環(huán)節(jié)中需要大量體力勞動(dòng)，而且要找到能夠完成該操作的人員并不容易。Paradigm Electronics在同許多技術(shù)精湛的人員溝通之后，意識(shí)到他們需要使用能像人類一樣靈活、準(zhǔn)確的機(jī)器人。

挑戰(zhàn)：

通過大量調(diào)研，Paradigm Electronics意識(shí)到協(xié)作機(jī)器人可以替代這個(gè)工位之后，立刻做了功課，考察了幾家不同的機(jī)器人制造商。在拋光這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景里，不僅需要考慮能夠完成操作任務(wù)的機(jī)器人，同時(shí)也必須考慮到成本效益：也就是說要將所有（直接間接）成本都納入這個(gè)項(xiàng)目，來考核項(xiàng)目回收周期。

解決方案:

Paradigm Electronics使用UR10協(xié)作機(jī)器人后,實(shí)現(xiàn)了讓機(jī)器人和人在同一工作環(huán)境中工作。他們以一種并行式操作方式開展工作，如此便可讓人機(jī)交互安全進(jìn)行。兩者之間是一種親密的合作關(guān)系。

打磨、拋光和均勻砂磨任務(wù)都需要非常特殊、通常很細(xì)致的接觸。帶有力控（作為其編程結(jié)構(gòu)一部分）的Universal Robot可以做到這一點(diǎn)，它能提供靈活的解決方案，自動(dòng)調(diào)整位置，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的力度。機(jī)械手臂可自行向其環(huán)境施加特定力量，比如一個(gè)工件。這是一種很有價(jià)值的能力，可作為額外的技術(shù)由其他制造商提供。但它是優(yōu)傲的標(biāo)準(zhǔn)配置。

優(yōu)點(diǎn):

UR人機(jī)協(xié)作機(jī)器人作為一種新的生產(chǎn)工具，在實(shí)際使用過程中為用戶節(jié)約各項(xiàng)時(shí)間、人工和硬件成本。在短短14個(gè)月時(shí)間內(nèi)，Paradigm Electronics便可以收回成本

部署時(shí)間大大縮短：

事實(shí)上，Paradigm Electronics在生產(chǎn)過程中也采用了另一種機(jī)器人：笛卡爾類型的機(jī)器人。它們需要大量安全防護(hù)人員的保護(hù)裝置，完全不能實(shí)現(xiàn)工人與機(jī)器人真正配合工作，同時(shí)必須配備所有必備的物理防護(hù)手段，才能使工作單元對(duì)人類而言具有安全性。此外它的安裝啟用期很長(zhǎng)，笛卡爾機(jī)器人調(diào)試耗時(shí)五個(gè)月。而優(yōu)傲機(jī)器人，從接收開始，安裝啟用只需要一個(gè)多月。

集成力控功能：

Paradigm Electronics選擇優(yōu)傲機(jī)器人的另一個(gè)重要原因是它本身具有力控功能。在拋光流程中，如果施加過多的力，表面產(chǎn)生的熱量和效果將會(huì)結(jié)果大打折扣，而優(yōu)傲機(jī)器人能夠按照力控工作，因此是一項(xiàng)巨大的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)最終的生產(chǎn)結(jié)果，也可以使用力反饋系統(tǒng)的技術(shù)，但從成本角度來說這并不劃算，這一整套系統(tǒng)的價(jià)格有時(shí)抵得上一整臺(tái)機(jī)器人。

編程和使用簡(jiǎn)便：

另用戶覺得驚喜的還有，UR10的編程相當(dāng)簡(jiǎn)便。Paradigm Electronics的員工很快就學(xué)會(huì)如何用機(jī)器人做一些教學(xué)操作：他們可以將機(jī)器人移動(dòng)到所需要的位置，然后用示教器執(zhí)行精細(xì)動(dòng)作。操作人員可以很容易地在菜單中找到程序，敲一下鍵盤，激活機(jī)器人，然后讓機(jī)器人開始當(dāng)天的工作。

Paradigm Electronics與UR10的第一次親密接觸結(jié)果令人滿意，目前他們正在考慮如何將人機(jī)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用到產(chǎn)線的其他場(chǎng)景，例如希望能夠在操作各種油漆工藝的油漆工位使用它，同時(shí)還計(jì)劃將機(jī)器人引入具有更多拋物線形狀的新系列揚(yáng)聲器生產(chǎn)中。有了如此強(qiáng)大又簡(jiǎn)單易用的工具，將工人們從繁重的勞動(dòng)中解放出來，生產(chǎn)效率提升了50%！

項(xiàng)目檔案

名稱：日產(chǎn) 汽車 橫濱工廠生產(chǎn)線

公司規(guī)模：3200人

產(chǎn)品：發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)和混合動(dòng)力車的電機(jī)

行業(yè)： 汽車 和零部件制造

應(yīng)用：搬運(yùn)和上下料，擰螺栓

目的：解決產(chǎn)線節(jié)拍超時(shí)問題，提高生產(chǎn)效率

關(guān)鍵價(jià)值驅(qū)動(dòng)：滿足負(fù)載要求、靈活和安全

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讓我們跟著人機(jī)協(xié)作機(jī)器人專家優(yōu)傲（UR）一起看一看這個(gè) 案例的詳情 ：

案例背景：

日產(chǎn) 汽車 橫濱工廠生產(chǎn)線是一家生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、軸、電動(dòng) 汽車 和混合動(dòng)力 汽車 的電機(jī)的工廠，生產(chǎn)范圍覆蓋原材料加工到裝配。為了提高生產(chǎn)效率，日產(chǎn) 汽車 對(duì)于生產(chǎn)線節(jié)拍超時(shí)問題進(jìn)行了分析，并希望通過使用機(jī)器人來消除這一瓶頸。最終，優(yōu)傲UR10人機(jī)協(xié)作機(jī)器人分別應(yīng)用于兩條生產(chǎn)線，使得工廠的整體生產(chǎn)效率得到提高，節(jié)約了因額外人工而產(chǎn)生的成本。

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挑戰(zhàn)：

在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配流程的進(jìn)氣管安裝階段，工廠遇到了這樣的問題：工人的配置會(huì)根據(jù)產(chǎn)量變化進(jìn)行調(diào)整，但每次調(diào)整的時(shí)長(zhǎng)是不同的，這就導(dǎo)致有的工位間隔時(shí)間超出額定的時(shí)間界限，成為生產(chǎn)線上的瓶頸。因此，日產(chǎn) 汽車 決定嘗試引入機(jī)器人，希望通過新的生產(chǎn)方式解決節(jié)拍時(shí)間超時(shí)的問題。

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解決方案:

為了測(cè)試人機(jī)合作可以達(dá)到什么程度，橫濱工廠從一開始就使用了優(yōu)傲機(jī)器人：由于工人所在的位置在傳送帶的對(duì)面，因此工廠希望與之配合的機(jī)器人不需要安全圍欄。機(jī)器人需要運(yùn)送進(jìn)氣管自重約為4公斤進(jìn)氣管，加上進(jìn)氣管手柄總重量約為6公斤，因此要求機(jī)器人必須能夠承受這樣的負(fù)載。在比較了其他機(jī)器人品牌之后，日產(chǎn) 汽車 選擇使用UR10。

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日產(chǎn) 汽車 與集成商Kantum Electronics合作，快速學(xué)習(xí)了機(jī)器人的性能和使用方法后進(jìn)行快速安裝。除了用于部件搬運(yùn)之外，日產(chǎn) 汽車 在另外一條產(chǎn)線上，為UR機(jī)器人手臂上安裝了螺帽扳手，用于擰開NAD CAM螺栓。

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優(yōu)點(diǎn):

通過使用了新的生產(chǎn)工具，日產(chǎn) 汽車 解決了產(chǎn)線節(jié)拍超時(shí)的問題。并且從實(shí)際的使用過程感受到了機(jī)器人帶來的便利。

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減少團(tuán)隊(duì)負(fù)擔(dān)：

在實(shí)際使用的過程中，原先由于手工作業(yè)，因此工人要用人工搬運(yùn)沉重的進(jìn)氣管，工作一天非常疲勞。現(xiàn)在使用了優(yōu)傲機(jī)器人，替代人工把零部件搬運(yùn)到工人面前，工人直接進(jìn)行組裝，這樣一來他們的勞動(dòng)負(fù)荷大大減少。

安全的人機(jī)協(xié)作：

由于UR機(jī)器人不需要安全圍欄，因此工廠在使用的過程中可以靈活地設(shè)置工位，放心地讓機(jī)器人與工人協(xié)同作業(yè)。這對(duì)于現(xiàn)有的產(chǎn)線布局也不會(huì)造成太大的變化，為項(xiàng)目的測(cè)試和開展節(jié)省了許多時(shí)間。日產(chǎn) 汽車 也因此考慮在未來將人機(jī)協(xié)作機(jī)器人投入到更廣泛的應(yīng)用中去。

輕巧易安裝：

UR機(jī)器人自重輕，可使用100V電源，并且無需安裝安全圍欄。與之前使用的其他設(shè)備相比，日產(chǎn) 汽車 能夠更加方便地進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整。在一個(gè)應(yīng)用案例中，UR機(jī)器人安裝在配有腳輪的平臺(tái)上，方便移動(dòng)，這樣的組合對(duì)于生產(chǎn)應(yīng)用來說相當(dāng)方便。

結(jié)構(gòu)緊湊靈活部署：

工廠內(nèi)部空間有限，安裝空間也有限，因此日產(chǎn) 汽車 在選擇機(jī)器人解決方案時(shí)要求機(jī)器人能夠和工人共用空間。而且機(jī)器人無需固定安裝位置，能夠根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行移動(dòng)。

投資回收周期短：

基于兩班制，日產(chǎn) 汽車 在使用UR人機(jī)協(xié)作機(jī)器人后在1年內(nèi)就可以收回成本。原先因?yàn)榫o急生產(chǎn)需求會(huì)需要增加人員，因此產(chǎn)生額外的人工成本，現(xiàn)在使用機(jī)器人之后能夠靈活地滿足各種生產(chǎn)需求，節(jié)約了人工開支。

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未來，日產(chǎn) 汽車 計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)展機(jī)器人的使用，嘗試在各種場(chǎng)景下使用UR機(jī)器人。對(duì)于工廠來說，盡管工人的配置會(huì)根據(jù)產(chǎn)量變化進(jìn)行調(diào)整，但可以通過將機(jī)器人移動(dòng)到生產(chǎn)節(jié)拍超時(shí)的工位，來消除生產(chǎn)瓶頸。有了如此強(qiáng)大又簡(jiǎn)單易用的工具，工廠在靈活部署和提高生產(chǎn)效率上有了更多的想象空間！

項(xiàng)目檔案

名稱 ：大陸 汽車 電子

公司規(guī)模 ：500人

產(chǎn)品 ： 汽車 儀表板

行業(yè) ： 汽車 和零部件制造

應(yīng)用 ：拾取和放置，機(jī)床上下料

目的 ：解決生產(chǎn)線自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率

關(guān)鍵價(jià)值驅(qū)動(dòng) ：編程簡(jiǎn)單、靈活和安全

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讓我們跟著人機(jī)協(xié)作機(jī)器人專家優(yōu)傲（UR）一起看一看這個(gè) 案例的詳情 ：

案例背景：

與跨國(guó)公司大陸集團(tuán)的合作是該行業(yè)中絕佳的轉(zhuǎn)型案例。作為 汽車 領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，大陸集團(tuán)是迄今為止自動(dòng)化程度最高的制造商，并率先向工業(yè) 4.0 邁進(jìn)。在 2016 年，該公司決定購(gòu)買多臺(tái) UR10 協(xié)作機(jī)器人，進(jìn)行 PCB 板的自動(dòng)化制造和加工，與手動(dòng)操作相比，轉(zhuǎn)換時(shí)間降低了 50%（從 40 分鐘縮短到 20 分鐘）。

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挑戰(zhàn)：

作為一家不斷成長(zhǎng)的公司，大陸集團(tuán)在 汽車 行業(yè)擁有25 年的 歷史 ，并一直專注于創(chuàng)新，并因此在與其他頂級(jí)公司的競(jìng)爭(zhēng)中贏得了許多重要項(xiàng)目。西班牙大陸 汽車 的工廠經(jīng)理 Cyril Hogard 談起引入U(xiǎn)R協(xié)作機(jī)器人的初衷時(shí)表示：公司在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下運(yùn)營(yíng)，主要挑戰(zhàn)之一是提高生產(chǎn)率。2 年前第一次聽說協(xié)作機(jī)器人時(shí)，他立即確信，協(xié)作機(jī)器人將憑借其集成簡(jiǎn)便、維護(hù)成本低和提高生產(chǎn)力的優(yōu)勢(shì)，成為大陸 汽車 在工業(yè) 4.0 中發(fā)展的基石。

解決方案:

西班牙大陸 汽車 公司選擇優(yōu)傲機(jī)器人，在制造過程中執(zhí)行 PCB 板和組件的上下料及檢測(cè)任務(wù)，這是一項(xiàng)單調(diào)和重復(fù)的任務(wù)，同時(shí)需要高度精確。

項(xiàng)目初期，大陸 汽車 安裝了兩臺(tái) UR10 機(jī)器人用于裝卸 PCB 板和組件裝配。目前已增加到六臺(tái) UR10 協(xié)作機(jī)器人，另有三個(gè) UR10 項(xiàng)目正在進(jìn)行中。

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大陸 汽車 的工程師們積極地投入到項(xiàng)目開發(fā)中，當(dāng)開始第一個(gè)項(xiàng)目時(shí)大家知道這意味著，大陸 汽車 正在使用具有更現(xiàn)代機(jī)器人理念的協(xié)作型機(jī)器人從事開創(chuàng)性的技術(shù)工作，也預(yù)示著以自動(dòng)化和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIOT）為核心的智能工廠的出現(xiàn)。

負(fù)責(zé)UR 機(jī)器人應(yīng)用由工程師 Víctor Cantón盡管之前并沒有機(jī)器人技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)，他仍然接受了挑戰(zhàn)。在幾個(gè)星期內(nèi)，他就理解了 UR 協(xié)作機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠開始編程。項(xiàng)目的早期階段，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已經(jīng)用一臺(tái)優(yōu)傲機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試、節(jié)拍計(jì)算和運(yùn)動(dòng)路徑的規(guī)劃，為簡(jiǎn)化和加快現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施做準(zhǔn)備。

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優(yōu)點(diǎn):

大陸集團(tuán)的團(tuán)隊(duì)對(duì)于 UR 協(xié)作機(jī)器人在其生產(chǎn)線上的使用結(jié)果非常滿意，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在操作過程中顯露無疑。

控制及靈活性：編程非常簡(jiǎn)單；所有的電子設(shè)備和機(jī)器人控制器被集成在中央控制器中，使他們?cè)诓恍枰獠繉＜业膸椭戮涂梢灾匦戮幊獭?

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減少團(tuán)隊(duì)負(fù)擔(dān)：協(xié)作機(jī)器人的到來意味著操作員的角色改變，操作員不再需要執(zhí)行繁復(fù)的工作任務(wù)，例如將組件從一個(gè)工作站移動(dòng)到下一個(gè)工作站。他們現(xiàn)在可以專注于可提高生產(chǎn)的技能任務(wù)。

降低成本：大陸集團(tuán)在車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化移動(dòng)零部件，與手動(dòng)操作相比，將轉(zhuǎn)換時(shí)間降低了 50%（從 40 分鐘縮短到 20 分鐘），降低了運(yùn)營(yíng)成本。

安全：大陸集團(tuán)的團(tuán)隊(duì)對(duì)與協(xié)作機(jī)器人相關(guān)的安全措施非常滿意。例如，操作者可以在任何時(shí)間進(jìn)入單元，并且當(dāng)操作者靠近機(jī)器人時(shí)，機(jī)器人由于附加傳感器停止而立即停止操作。

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對(duì)于大陸 汽車 西班牙工廠而言，最大的挑戰(zhàn)來源于產(chǎn)能。協(xié)作式機(jī)器人之所以能成為解決問題的關(guān)鍵，在于它不是設(shè)備而是工具，能夠像一位“同事”一樣與現(xiàn)有的團(tuán)隊(duì)和體系緊密配合。無論是在產(chǎn)品安裝部署，掌握編程，還是在安全性等方面都從用戶的角度出發(fā)，更加簡(jiǎn)單易用，幫助用戶盡可能降低各種隱性成本，讓工具的使用“零門檻”。

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UR機(jī)器人從安裝、調(diào)試到投入使用， 只需很短的時(shí)間周期即可完成。一個(gè)小時(shí)就能重新部署UR機(jī)器人，而傳統(tǒng)機(jī)器人需要至少一周時(shí)間; UR機(jī)器人只需要幾周就可以開啟一個(gè)新項(xiàng)目，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人通常需要半年以上?？焖俚耐懂a(chǎn)周期，有助于建霖更敏捷地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的變化，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。UR機(jī)器人目前在建霖生產(chǎn)線上的主要應(yīng)用包括：

雙臂機(jī)器人組裝產(chǎn)品

兩臺(tái)UR機(jī)器人可協(xié)作完成產(chǎn)品組裝。由于組裝過程中工序較多，通常一臺(tái)機(jī)器人難以達(dá)到機(jī)臺(tái)利用最優(yōu)化。而優(yōu)傲機(jī)器人關(guān)節(jié)靈活、占用空間小的特點(diǎn)非常適合雙臂配合應(yīng)用場(chǎng)合。雙臂運(yùn)行共享工作空間，利用通信協(xié)調(diào)雙臂動(dòng)作的順序，使得整個(gè)運(yùn)行過程精準(zhǔn)有序、靈活高效。

熱板焊接機(jī)上下料

在執(zhí)行圓盤焊接機(jī)上下料操作時(shí)，UR機(jī)器人采用雙吸盤，圓盤工位一次完成取料和放料動(dòng)作，整體動(dòng)作連貫緊湊。UR機(jī)器人先由左側(cè)磁鐵吸取待焊接底板，焊接成品到位后，取下成品放入底板，最后將成品放置于右邊堆垛。

產(chǎn)品裝配

裝配產(chǎn)品時(shí)，UR機(jī)器人先由震動(dòng)盤出口處取螺母放入穴位，然后取放待加工產(chǎn)品，最后取出裝配完的產(chǎn)品。由于裝配工藝的要求，機(jī)器人TCP需多次轉(zhuǎn)動(dòng)方向。利用UR機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)±360度的超高自由度，輕松完成示教放置。

產(chǎn)品拾放

產(chǎn)品拾放過程中，在空間狹小的圓盤工作站上吊裝UR機(jī)器人，由左右工人隨機(jī)上料。螺絲擰緊后，UR機(jī)器人取下完成產(chǎn)品，再根據(jù)皮帶線狀況完成分揀投放。靈活的UR機(jī)器人使得生產(chǎn)線的改造和調(diào)整更加容易。

注塑取件、去澆口、熱保焊及試氣檢測(cè)

僅僅使用一臺(tái)UR機(jī)器人即可完成注塑取件、去澆口、熱保焊、試氣檢測(cè)四道工序。在傳統(tǒng)生產(chǎn)方式中，操作人員一次只能完成一道工序，半成品通過周轉(zhuǎn)箱往后傳遞。UR機(jī)器人串聯(lián)的生產(chǎn)工序，可有效節(jié)省人力并保證產(chǎn)品品質(zhì)。

預(yù)放鑲件

在預(yù)放鑲件應(yīng)用中，一臺(tái)UR機(jī)器人可同時(shí)操作三臺(tái)注塑機(jī)，工具端搭載六只夾爪，機(jī)器人靈活的手腕能快速切換到任意取料位置。利用肘部的超高靈活度，使工具從上方運(yùn)動(dòng)避免了水平方向的干涉。

機(jī)器人視覺拾取

UR機(jī)器人搭載視覺系統(tǒng)，用于位置雜亂零件的精確拾取，僅需將零件簡(jiǎn)單擺放在傳送帶上，視覺系統(tǒng)便能判斷出零件的種類和位置，通過socket把信息傳遞給機(jī)器人。機(jī)器人便可完成定位拾取，大幅降低上料過程的輔助人力。

滑軌搭載優(yōu)傲機(jī)器人注塑機(jī)取件

在移動(dòng)滑軌上搭載輕型UR機(jī)器人，用于擴(kuò)展機(jī)器人的工作空間。機(jī)臺(tái)相距較遠(yuǎn)且不方便移動(dòng)時(shí)，配合滑軌讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)多工位操作。使用一臺(tái)機(jī)器人就能夠與多臺(tái)注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工流程，有效節(jié)約成本，提高機(jī)器的工作效率。

打造安全工作環(huán)境 促進(jìn)人機(jī)良性協(xié)作

在引用UR機(jī)器人之前，建霖有大量的工位是人工作業(yè)，在高度重復(fù)作業(yè)時(shí)，人腦會(huì)產(chǎn)生疲勞感， 而且部分工位有一定的危險(xiǎn)性。當(dāng)這些工位由UR機(jī)器人承擔(dān)后，在安全的基礎(chǔ)上，把工人們從繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解脫出來，不僅促進(jìn)了人與機(jī)器間的良性協(xié)作，更大大提升了工作效率，保證了產(chǎn)品良率 。

人力資源合理配置 提升盈利能力

丹麥優(yōu)傲機(jī)器人公司中國(guó)區(qū)總經(jīng)理蘇璧凱（Adam Sobieski）表示：

“

UR機(jī)器人操作簡(jiǎn)單靈活，無需對(duì)現(xiàn)有建霖生產(chǎn)線進(jìn)行過多調(diào)整，即可輕松融入整個(gè)裝配中。而便捷的編程設(shè)置，不再需要安排固定的工作人員進(jìn)行長(zhǎng)期維護(hù)，從而節(jié)省了人力成本。

”

UR機(jī)器人解放勞動(dòng)力后，作業(yè)人員可以去從事需要發(fā)揮思考能力、更具附加值的工作，公司也不必填補(bǔ)其工作崗位。這樣充分利用公司內(nèi)部資源，實(shí)現(xiàn)人員的靈活調(diào)配，不僅有效降低員工流失率，更降低了人力成本，進(jìn)而提升盈利能力。

建霖工業(yè)總工程師謝英偉先生認(rèn)為: “人機(jī)協(xié)作機(jī)器人是工業(yè)制造中一股強(qiáng)大的創(chuàng)新力量，它為自動(dòng)化生產(chǎn)賦予了前所未有的靈活度。隨著人機(jī)協(xié)作機(jī)器人的不斷發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)將不再是長(zhǎng)期不變、大批量、單一產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化制造的代名詞，而是擁有了定制化、小批量、多品種制造的可能。因此，我們對(duì)丹麥優(yōu)傲機(jī)器人的發(fā)展前景充滿信心?！?/p>

機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。

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機(jī)器視覺檢測(cè)帶你走進(jìn)工業(yè)4.0，體驗(yàn)人工智能新視界

工業(yè)4.0與智能制造密不可分，智能制造與機(jī)器視覺密不可分。機(jī)器視覺是近年來發(fā)展迅速的新技術(shù)，利用光學(xué)和機(jī)電一體化使機(jī)器具有視覺功能。機(jī)器視覺為工業(yè)自動(dòng)化打開了一扇“新窗口”。在智能制造時(shí)代，機(jī)器視覺具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

機(jī)器視覺使機(jī)器能夠了解世界

顧名思義，機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺的應(yīng)用主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：

1、導(dǎo)向和定位：裝載和卸載使用機(jī)器視覺定位和引導(dǎo)機(jī)器人手臂準(zhǔn)確抓握。

2、外觀檢查：檢查生產(chǎn)線上的產(chǎn)品是否存在質(zhì)量問題。這個(gè)環(huán)節(jié)也是取代勞動(dòng)力最重要的部分。

3、高精度檢測(cè)：部分產(chǎn)品精度高，達(dá)到0.01~0.02m甚至u，人眼無法檢測(cè)到，必須用機(jī)器完成。

4、識(shí)別：數(shù)據(jù)可追溯性和收集，適用于 汽車 零件，食品，醫(yī)藥等其他應(yīng)用。

以檢測(cè)應(yīng)用為例，簡(jiǎn)要介紹機(jī)器視覺的工作原理。使用工業(yè)相機(jī)收集被測(cè)設(shè)備的圖像是機(jī)器視覺中最重要的部分。為了檢測(cè)所有需要的功能，有必要不斷調(diào)整光源和攝像機(jī)的參數(shù)，然后使用專業(yè)的圖像處理軟件將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后計(jì)算出來，提取目標(biāo)的檢測(cè)特征，如顏色、器件表面是否有劃痕、尺寸是否合格，表面涂層是否均勻等，然后輸出結(jié)果，反饋到機(jī)械端對(duì)器件進(jìn)行分檢，將不合格器件挑選出來，即圖像獲取、信息處理和完成分揀三個(gè)過程。

在智能制造時(shí)代，機(jī)器視覺具有很大的發(fā)展?jié)摿?

全球機(jī)器視覺行業(yè)主要分布在北美，歐洲和日本，北美占62％，歐洲占15％，日本占10％。

中國(guó)的機(jī)器視覺相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度很快。自2009年以來，它已進(jìn)入快速發(fā)展期，年增長(zhǎng)率為15-20％。目前，中國(guó)已成為僅次于美國(guó)和日本的世界第三大機(jī)器視覺市場(chǎng)。 2015年，其市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到22億元，占全球的8.3％，增長(zhǎng)率為22.2％，遠(yuǎn)高于全球平均水平。從2016年到2020年，中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)的增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將保持在20％以上，這將達(dá)到10億美元的市場(chǎng)空間。

中國(guó)的機(jī)器視覺系統(tǒng)仍主要用于半導(dǎo)體和電子制造領(lǐng)域。 2015年，它占總數(shù)的46.4％，特別是SMT貼片，AOI/AXI設(shè)備和連接器檢測(cè)。下游機(jī)器視覺應(yīng)用中 汽車 和醫(yī)藥也占很大比例，2015年分別達(dá)到10.9％和9.7％。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是提高所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的自動(dòng)化。特別是在一些不適合手工作業(yè)或人眼難以滿足要求的危險(xiǎn)工作中，同時(shí)，在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量通過人工視覺檢查，精度不高，機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高。提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動(dòng)化。業(yè)界預(yù)計(jì)機(jī)器視覺的未來將進(jìn)一步開放。

機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子和半導(dǎo)體制造， 汽車 制造，工業(yè)測(cè)試，藥品檢測(cè)和包裝，食品包裝，印刷和測(cè)試，鐵路和公路測(cè)試，公共安全，金融，生物醫(yī)學(xué)， 娛樂 ，軍事，化學(xué)研究和其他領(lǐng)域。毫無疑問，工業(yè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺應(yīng)用的最大比例。重要原因是中國(guó)已成為全球制造，高需求零件加工的加工中心及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線改造，使機(jī)械視覺產(chǎn)品在工業(yè)制造中得以實(shí)現(xiàn)。

基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人定位技術(shù)

機(jī)器人的智能程度影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)機(jī)器人主要通過教學(xué)再現(xiàn)或預(yù)編程來執(zhí)行各種操作，這極大地限制了機(jī)器人的應(yīng)用。具有力感，機(jī)器視覺和各種傳感器的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是靈活自動(dòng)化制造技術(shù)的典范。通過機(jī)器人的視覺控制，不需要預(yù)先教導(dǎo)或離線編程工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，這可以節(jié)省很多錢，編程時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

工業(yè)在線檢測(cè)系統(tǒng)

機(jī)器視覺在工業(yè)在線檢測(cè)的各種應(yīng)用中非常活躍，例如：印刷電路板的目視檢查，鋼板表面的自動(dòng)探傷，大型工件的平行度和垂直度測(cè)量，容器體積或雜質(zhì)檢測(cè)，自動(dòng)識(shí)別和分類，機(jī)械零件幾何尺寸測(cè)量等。

例如，ROVER（ 汽車 ）800系列車身輪廓尺寸精度的100％在線檢測(cè)是工業(yè)檢測(cè)中使用的機(jī)器視覺系統(tǒng)的典型示例。該系統(tǒng)由62個(gè)測(cè)量單元組成，每個(gè)測(cè)量單元由一個(gè)激光器和一個(gè)CCD攝像頭組成，用于檢測(cè)機(jī)身外殼上的288個(gè)測(cè)量點(diǎn)。檢查系統(tǒng)每40秒檢測(cè)一個(gè)車身的速度，并檢測(cè)三種類型的車身。系統(tǒng)將測(cè)試結(jié)果與CAD模型中的尺寸進(jìn)行比較，測(cè)量精度為±0.1 mm。

如何開展一個(gè)機(jī)器視覺檢測(cè)項(xiàng)目？

當(dāng)接觸一個(gè)全新的 機(jī)器視覺 檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)，如何開展一個(gè)機(jī)器視覺檢測(cè)項(xiàng)目？機(jī)器視覺檢測(cè)項(xiàng)目基本流程有哪些？簡(jiǎn)單流程如下：確定客戶需求、方案設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、文檔交接。在實(shí)際項(xiàng)目中，各個(gè)流程可能互相耦合，不過整體流程是基本明確的，整理后如下。

一、確定客戶需求

項(xiàng)目伊始，需要準(zhǔn)確、詳細(xì)地了解客戶需求，這個(gè)過程需要多次現(xiàn)場(chǎng)考察、反復(fù)與客戶溝通，才能落實(shí)客戶需求。主要確定項(xiàng)目的應(yīng)用類型、節(jié)拍要求、精度要求、安裝空間、光照環(huán)境、通訊接口等內(nèi)容。

應(yīng)用類型——確定機(jī)器視覺應(yīng)用類型（測(cè)量、識(shí)別、檢測(cè)、引導(dǎo)定位），了解產(chǎn)品表面狀態(tài)、外形尺寸等影響 視覺檢測(cè) 因素的變化情況，初步評(píng)估能否滿足需求

節(jié)拍要求——客戶對(duì)生產(chǎn)效率方面的要求，量化視覺檢測(cè)步驟時(shí)間

精度要求——針對(duì)各檢測(cè)功能點(diǎn)及客戶生產(chǎn)要求量化視覺檢測(cè)精度

安裝空間——確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)視覺系統(tǒng)的安裝是否有限制

光照環(huán)境——確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境是否有強(qiáng)光、日光干擾等特殊影響

通訊接口——確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)與視覺系統(tǒng)配合的數(shù)據(jù)傳輸接口類型、I/O接口類型等

二、方案設(shè)計(jì)

視覺系統(tǒng) 是一個(gè)各部分互相配合的有機(jī)整體，并不是簡(jiǎn)單的組合，所以一個(gè)項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)關(guān)乎著整個(gè)項(xiàng)目的成敗，從初步方案，到ZUI終方案，以及中間經(jīng)歷的各個(gè)版本，需要整個(gè)團(tuán)隊(duì)共同評(píng)審，才能敲定ZUI終方案。整體方案內(nèi)容主要包括需求分析、視覺硬件設(shè)計(jì)、視覺軟件設(shè)計(jì)、可行性驗(yàn)證、開發(fā)計(jì)劃。

需求分析——整理客戶關(guān)鍵需求，并分析需求可行性

機(jī)器視覺硬件設(shè)計(jì)——包括視覺系統(tǒng)平臺(tái)、相機(jī)、鏡頭、光源的選擇

機(jī)器視覺軟件設(shè)計(jì)——采用第三方視覺軟件，抑或自行開發(fā)視覺處理軟件

可行性驗(yàn)證——搭建軟硬件環(huán)境，初步測(cè)試能否滿足客戶需求

開發(fā)計(jì)劃——羅列項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃，模塊化項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)，跟進(jìn)項(xiàng)目進(jìn)度

另外，一個(gè)完整的項(xiàng)目應(yīng)包括機(jī)械、電氣、視覺等其他部分，以上只是簡(jiǎn)單陳述下視覺方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容，而ZUI終呈現(xiàn)給客戶的完整項(xiàng)目方案還應(yīng)包括機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)。

三、軟件開發(fā)

軟件開發(fā)主要包括人機(jī)交互界面、底層算法，測(cè)試運(yùn)行。

人機(jī)交互界面開發(fā)——簡(jiǎn)單易用、處理結(jié)果直觀顯示；落實(shí)軟件框架，功能化軟件模塊；軟件框架多采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者模式，功能模塊一般包括圖像采集模塊、算法處理模塊，數(shù)據(jù)保存模塊，通訊模塊等。

底層算法開發(fā)——落實(shí)算法處理工具（Halcon、OpenCV、NI Vision等）；開發(fā)算法處理流程；生成動(dòng)態(tài)庫.dll

測(cè)試運(yùn)行——模擬現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種情況，測(cè)試軟件算法的穩(wěn)定性、魯棒性。

四、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是一個(gè)比較繁瑣的過程，主要體現(xiàn)在調(diào)試過程中的不確定性因素較多，例如環(huán)境光的影響、機(jī)械振動(dòng)的影響、硬件工作的穩(wěn)定性等。主要流程包括設(shè)備安裝、模塊調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、自動(dòng)運(yùn)行。

設(shè)備安裝—— 運(yùn)動(dòng)部件安裝；相機(jī)、鏡頭、光源安裝；視覺系統(tǒng)內(nèi)部線纜附件走線；視覺控制器、光源控制器安裝；外部通信、I/O線纜走線等；

模塊調(diào)試—— 相機(jī)功能調(diào)試（觸發(fā)拍照等）；工件檢測(cè)特征視覺參數(shù)調(diào)試（相機(jī)參數(shù)、鏡頭參數(shù)、光源位置和亮度等）；外部通訊調(diào)試等；

系統(tǒng)聯(lián)調(diào)—— 調(diào)試完整視覺程序；正常生產(chǎn)檢測(cè)調(diào)試等；

自動(dòng)運(yùn)行—— 開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行；

五、文檔交接

需要與客戶進(jìn)行文檔交接時(shí)，說明已進(jìn)入項(xiàng)目尾部，此時(shí)應(yīng)編寫操作文檔并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。

操作手冊(cè)—— 軟件基本操作；常見問題及解決方法；

現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)—— 項(xiàng)目工作流程；軟件操作；問題解決步驟；

深圳 瑞視特科技 有限公司（） 有多年的機(jī)器視覺行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的，在機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域上積累了不少的案例，大家可以了解一下。

機(jī)器視覺光源的選擇

機(jī)器視覺光源的選擇

機(jī)器視覺光源的選擇，現(xiàn)代生活中日常照明離不開燈光，房屋裝修更是對(duì)光源的要求比較高，光源大體分為冷光和暖光，不同光源視覺感都不同，下面一起來了解一下，機(jī)器視覺光源的選擇。

機(jī)器視覺光源的選擇1

機(jī)器視覺光源

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長(zhǎng)度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格不合格、有無等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

機(jī)器視覺光源的選擇

一、簡(jiǎn)單的預(yù)備知識(shí)

1、因材質(zhì)和厚度不同、對(duì)光的透過特性（透明度）各異。

2、光根據(jù)其波長(zhǎng)之長(zhǎng)短、對(duì)物質(zhì)的穿透能力（穿透率）各異。

3、光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)、對(duì)物質(zhì)的透過力越強(qiáng)，光的波長(zhǎng)越短、在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率越大。

4、透射照明、即是使光線透射對(duì)象物、并觀察其透過光之照明手法。

二、光源

1、穏定均勻的光源極其重要。

2、目的：將被測(cè)物與背景盡量明顕區(qū)分。

3、摂取圖像時(shí)、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測(cè)物與背景的濃淡差。

4、目前，在圖像處理領(lǐng)域中最広范的技術(shù)手法是：二值化（白黒）處理。

以上就是我針對(duì)機(jī)器視覺光源的選擇這一科技的發(fā)明闡述的資料了，隨著科技的發(fā)達(dá)每天都有很多新鮮的東西問世，無論是那一方面的機(jī)器還是新鮮事物都是隨著人們的需求而發(fā)展的。像褪殼機(jī)一類的就是褪花生跟瓜子發(fā)明的，都是省力又省時(shí)間的偉大發(fā)明呢。

機(jī)器視覺光源的選擇2

一套完整的視覺檢測(cè)系統(tǒng)主要包含圖像采集部分和圖像分析部分，而圖像采集部分主要由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭以及機(jī)器視覺光源承擔(dān)，今天我們主要介紹機(jī)器視覺光源的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)及選型技巧。

首先我們需要了解，機(jī)器視覺中的光源起到哪些作用：

1.照亮目標(biāo)，提高亮度；

2.形成有利于圖像處理的成像效果，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和對(duì)圖像處理算法的要求；

3.克服環(huán)境光干擾，保證圖像穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的精度、效率。

恰當(dāng)?shù)墓庠凑彰髟O(shè)計(jì)可以使圖像中的目標(biāo)信息與背景信息得到最佳分離，這樣不僅大大降低圖像處理的算法難度，同時(shí)也提高系統(tǒng)的精度和可靠性。但非常遺憾，目前沒有通用的機(jī)器視覺照明系統(tǒng)應(yīng)對(duì)不同的檢測(cè)要求，因此針對(duì)每個(gè)特定的案例，都需要設(shè)計(jì)合適的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。而不合適的照明，則會(huì)引起很多問題，機(jī)器視覺光源如此重要，卻往往被很多人忽視。

目前機(jī)器視覺光源主要采用LED（發(fā)光二極管），由于其形狀自由度高、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用：

一、形狀自由度

一個(gè)LED光源是由許多單個(gè)LED組合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形狀，更容易針對(duì)用戶的情況，設(shè)計(jì)光源的形狀和尺寸。

二、使用壽命長(zhǎng)

為了使圖像處理單元得到精確的、重復(fù)性好的測(cè)量結(jié)果，照明系統(tǒng)必須保證相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的圖像輸入。LED光源在連續(xù)工作10000到30000小時(shí)后，亮度衰減，但遠(yuǎn)比其他光源效果好。此外，用控制系統(tǒng)使其間斷工作，可抑制發(fā)光管發(fā)熱，壽命也將延長(zhǎng)一倍。

三、響應(yīng)速度快

LED發(fā)光管響應(yīng)時(shí)間很短，響應(yīng)時(shí)間的真正意義是能按要求保證多個(gè)光源或一個(gè)光源不同區(qū)域之間的工作切換，采用專用控制器給LED光源供電時(shí)，達(dá)到最大照度的時(shí)間小于10s。

四、顏色多樣

除了光源的形狀以外，得到穩(wěn)定圖像輸入的另一方面就是選擇光源的顏色。甚至相同形狀的光源，由于顏色的不同得到的圖像也會(huì)有很大的差別。實(shí)際上，如何利用光源顏色的技術(shù)特性得到最佳對(duì)比度的圖像效果一直是光源開發(fā)的主要方向。

五、綜合性運(yùn)營(yíng)成本低

選用低廉而性能沒有保證的產(chǎn)品，初次投資的節(jié)省很快會(huì)被日常的維護(hù)、維修費(fèi)用抵消。其他光源不僅耗電是LED光源的2~10倍，而且?guī)缀趺吭戮鸵鼡Q，浪費(fèi)了維修工程師許多寶貴的時(shí)間。而且投入使用的光源越多，在器件更換和人工方面的花費(fèi)就越大，因此選用壽命長(zhǎng)的LED光源從長(zhǎng)遠(yuǎn)看是很經(jīng)濟(jì)的'。

機(jī)器視覺照明技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)：

1）照射方式

選擇不同的光源，控制和調(diào)節(jié)照射到物體上的入射光的方向是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最基本的參數(shù)。它取決于光源的類型和相對(duì)于物體放置的位置，一般來說有兩種最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是從這兩種方法中延伸出來的。

直射光：入射光基本上來自一個(gè)方向，射角小，它能投射出物體陰影；

漫射光：入射光來自多個(gè)方向，甚至于所有的方向，它不會(huì)投射出明顯的陰影。

2）反射方式

物體反射光線有兩種不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光線的反射角等于入射角。直反射有時(shí)用途很大，有時(shí)又可能產(chǎn)生極強(qiáng)的眩耀。在大多數(shù)情況應(yīng)避免鏡面反射。

漫反散：照射到物體上的光從各個(gè)方向漫散出去。在大多數(shù)實(shí)際情況下，漫散光在某個(gè)角度范圍內(nèi)形成，并取決于入射光的角度。

3）顏色

光譜中很大的一部分電磁波譜是人眼可見的，在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁輻射被稱作可見光，范圍在400nm至760nm之間（有的人可以觀測(cè)到380~780nm），即從紫色380nm到紅色780nm。

色環(huán)就是把可見光光譜中的色彩進(jìn)行排序，形成紅色連接到另一端的紫色。機(jī)器視覺中應(yīng)用的色環(huán)通常包括6種不同的顏色，分為兩大類：暖色和冷色。暖色由紅色調(diào)構(gòu)成，冷色來自于藍(lán)色調(diào)。通常用相反色溫的光線照射，圖像可以達(dá)到最高級(jí)別的對(duì)比度；相同色溫的光線照射，可以有效濾除。因此靈活利用色溫特性，對(duì)我們選擇光源很有幫助。

4）明視場(chǎng)和暗視場(chǎng)

明視場(chǎng)是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗視場(chǎng)主要由低角度或背光照明形成。對(duì)于不同項(xiàng)目檢測(cè)需求，選擇不同類型的照明方式，一般來說暗視場(chǎng)會(huì)使背景呈現(xiàn)黑暗，而被檢物體則呈現(xiàn)明亮。

5）光源分類

目前主要有以下幾種分類方式：

a）顏色

常用光源顏色集中在可見光范圍，主要有白光（復(fù)合光）、紅色、藍(lán)色、綠色，另外紅外光也比較普及，而紫外光由于各種原因，應(yīng)用較少。

b）外形

各廠家會(huì)根據(jù)不同光源外形特性進(jìn)行分類，也是目前的主流分類，比如環(huán)形光源、環(huán)形低角度光源、條形光源、圓頂光源（碗光源/穹頂光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的應(yīng)用方式或者原理進(jìn)行分類，主要有無影光源、同軸光源、點(diǎn)光源、線光源、背光源、組合光源以及結(jié)構(gòu)光源等。

常見的光源類型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物體，得到清楚的影像。

當(dāng)我們需要得到高對(duì)比度物體圖像的時(shí)候，這種類型的光很有效。但是當(dāng)我們用它照在光亮或反射的材料上時(shí)，會(huì)引起類似鏡面的反光。通用照明一般采用環(huán)狀或點(diǎn)狀照明。環(huán)光是一種常用的通用照明方式，很容易安裝在鏡頭，可給漫反射表面提供足夠的照明。

2.暗場(chǎng)照明：暗場(chǎng)照明是相對(duì)于物體表面提供低角度照明。

使用工業(yè)相機(jī)拍攝鏡子，如果視野內(nèi)能看見光源就認(rèn)為是亮場(chǎng)照明，相反的在視野中看不到光源就是暗場(chǎng)照明。因此光源是亮場(chǎng)照明還是暗場(chǎng)照明與光源的位置有關(guān)。通常，暗場(chǎng)照明應(yīng)用于對(duì)表面突起部分的照明或表面紋理變化的照明。

3.背光照明：從物體背面射過來均勻視場(chǎng)的光，通過相機(jī)可以看到物面的側(cè)面輪廓。

背光照明常用于測(cè)量物體的尺寸和方向。背光照明產(chǎn)生很強(qiáng)的對(duì)比度。應(yīng)用背光技術(shù)時(shí)，物體表面特征可能會(huì)丟失。例如，可以應(yīng)用背光技術(shù)測(cè)量硬幣的直徑，但是卻無法判斷硬幣的正反面。

4.漫射照明：連續(xù)漫反射照明應(yīng)用于物體表面的反射性或者表面有復(fù)雜的角度。

連續(xù)漫反射照明應(yīng)用半球形的均勻照明，以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對(duì)于完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達(dá)到170球面度立體角范圍的均勻照明。

5.同軸照明：同軸光的形成——通過垂直墻壁出來的發(fā)散光，射到一個(gè)使光向下的分光鏡上，相機(jī)從上面通過分光鏡看物體。

這種類型的光源對(duì)檢測(cè)高反射的物體特別有幫助，還適合在周圍環(huán)境產(chǎn)生陰影的影響下，檢測(cè)面積不明顯的物體。

6.偏振片：只允許振動(dòng)方向平行于其允許方向的光通過，垂直分量被截止。

針對(duì)具體的應(yīng)用，從眾多的方案中選擇一個(gè)最好的照明系統(tǒng)是整個(gè)圖像處理系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

機(jī)器視覺系統(tǒng)常見的光源有哪些，每種光源適合在什么場(chǎng)合應(yīng)用

1、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。

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