杨秀芬 赵景彩

1.威海威高采血耗材有限公司 山东威海 264200

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工业4.0离不开智能制造，智能制造离不开视觉。机器视觉是实现工业自动化和智能化的必要手段，相当于人类视觉在机器上的延伸。机器视觉具有高度自动化、高效率、高精度和适应较差环境等优点，将在我国工业自动化的实现过程中产生重要作用。

1 视觉检测系统的介绍及组成结构

视觉检测系统就是用机器代替人眼和大脑来做识别和检测、判定。视觉检测系统是指通过视觉检测产品（相机、镜头、光源）将被摄取目标转换成图像信号，传送给电脑，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；再配合适当的图像处理软件，对图像进行识别、检测以及做出各种信号的输出，给出设备动作的信号。通俗的讲就是图像处理。通过相机对需要检测的物品、区域进行拍照，然后进行图像处理。目前主要应用是定位、识别、校验、测量、瑕疵检测等，行业有很多，电子、汽车、交通、物流、包装等行业都可以用到。一个典型的视觉检测系统主要包括光源、光学镜头、数字相机、图像处理模块、分拣机构等部分。通常采用全球快门的双远心镜头和以太网接口CMOS工业相机，实现了运动过程中的产品捕获和检测。该视觉系统是基于PC平台的。采用windows1064位系统，通过IO模块与PLC系统之间的通信，将测试结果转化为NG筛选执行动作。

2 自动化生产设备中视觉检测系统的应用

它包括几个大项：定位引导及自动装配，即告诉执行者如机械手去何处拿什么东西并放到何处；缺陷检测，即检测产品的各种缺陷，如大小，位置，有无、损伤等；测量，即目标物体的几何形状测量；识别，即认识物体的内容，如一维码二维码，字符文字等；这些技术广泛应用于工业、军事、医疗等领域[1]。

2.1 产品缺陷检测

在自动化生产设备进行质量检测及控制环节中，通常都会应用视觉检测系统。自动化生产设备在进行质量检测过程中，必须要明确自动化生产设备的组织形态，借助视觉检测系统取得精确的检测结果，质量控制人员首先需要对产品进行检测项目及检测标准进行确定，视觉检测系统涉及拍摄检测产品的图像，对其进行检测并转化为数据供系统处理和分析，确保符合其生产控制的质量标准。不符合质量标准的对象会被跟踪和剔除。

在大规模的工业自动化生产中，很多工业产品都需要进行质量检测，例如采血针静脉针组装不到位、组装过位、少胶花胶、导管破损，采血针小包装多件、少件、损伤、插瓶针弯曲断裂、静脉针弯曲、护帽脱落、折袋、无批号、无撕口、封口压针、封口歪斜等主要不良项目等进行检测。产品质量的好坏一定程度上会影响产品的质量和使用率，那么视觉检测系统可以在一定程度中解决这一难题，提升产品质量及生产效率。由于采血针产品有多个型号和多种规格，通过设置了多个版本内置程序，并添加了一键切换功能。这个系统的核心是通过成像的原理，将拍摄的产品与内置产品模板进行比对。

但是在实际应用过程中，由于每个产品缺陷都不一样，我们一般常见的缺陷都属于结构型缺陷，像一些外观，尺寸，规格等都属于这一类，而通过机器视觉检测系统可以对目标表面图像内容进行预处理，并与标准图像对比，找到其中可能存在的缺陷，然后识别并判断能力缺陷种类，对产品进行分类分级处理。

2.2 测量与识别

工业生产中识别功能，包含字符识别、条码识别，二维码识别。系统具备常规的字库包含数字、字符、符号，可实现自动识别；也可以手动培训中文或其他类型的文字，建立模板，实现快速检测。兼容各种类型码；可快速对破损、模糊变形及不良光照条件下的码进行读取，识别稳定高速。在运行视觉检测计算的过程中，需要针对部分机械设备在使用的过程中可能会出现的频率问题进行计算。在视觉检测的过程中，首先需要计算机械设备在使用中振动的基础数量，并根据不同的振动程度进行等级上的划分，以此来设定机械运行中的可靠性数值，然后在利用相关的公式对机械设备进行计算，并将最终得到的数值与预定的数值进行比较，从中得到机械设备可靠性的视觉检测结果。

在进行机械设备运行视觉检测的过程中，需要根据设备损耗的情况进行检测视觉检测，在不同的环境下对机械设备磨损情况的不同进行等级的划分，根据划分好的等级进行设定，在设定中需要根据前期运行、中期运行以及后期运行三个不同的阶段进行设定。观察机械设备在运行中轴心的老化程度，根据不同的老化程度设定基本的指标，用数值进行替代。这样的检测视觉检测方式，可以有效的提升视觉检测的可靠程度，当机械受损情况较为严重的时候，对视觉检测的数值也逐渐降低，最终绘制成机械设备运行可靠性数值曲线。

机械设备在运行的过程中可能会出现不确定的状态，机械设备的运行状态是都良好，是在不确定环境设定之后进行视觉检测的。机械设备的出场时间越靠后，可能会出现的不确定运行状态则越少。在对机械设备运行不确定运行做视觉检测的饿时候，需要对机械设备分解的频率数值进行计算，并利用信息之间的转化情况，对机械设备做可靠性的视觉检测[2]。

3 一种通用视觉检测系统的设定方法及步骤：

（1）系统初始化：信息录入模块录入用户登录权限、相机信息、通讯方式等信息，根据信息录入模块所录入信息，相机设定模块选取特定数量的相机加载连接视觉检测系统，根据相机数量通信协议模块采用串口RS232设定计算机的TCP/IP协议，外部相机所采集视觉数据通过通信协议模块输入视觉检测系统；

（2）工具设定：图像调整模块对外部相机所采集视觉数据调整图像焦距、取相曝光值，算法模块在算法库中调入指定算法对视觉数据分析处理，逻辑输出模块输出分析处理数据的格式、计算、条件进入上位机；

（3）设定完成：进入到运行状态，视觉系统通过设定联机状态即可进行与客户的上位机系统进行信息对接，测试生产过程。

4 结语

视觉检测系统具有操作性强、成本节约等优点，随着市场发展的需求，在工业自动化日益进取的今天，视觉检测系统在自动化设备生产中应用也越来越广泛，越来越受到用户的认可与青睐。