一個(gè)實(shí)用的自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)可以顯著降低不良產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)，并隨著時(shí)間的推移降低生產(chǎn)成本。

如果你生產(chǎn)的是精密的小零件，質(zhì)量會(huì)驅(qū)動(dòng)整個(gè)制造過(guò)程。幫助確保此類產(chǎn)品質(zhì)量的方法之一是使用被稱為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的自動(dòng)檢查系統(tǒng)。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)自動(dòng)檢查零件的許多不同缺陷(例如，污染、劃痕、凹痕或因生產(chǎn)中的故障而造成的變形)和規(guī)格(主要是尺寸異常)。他們還收集有助于提高制造效率、幾何尺寸和公差的數(shù)據(jù)。最重要的是，考慮到勞動(dòng)力成本在不同地區(qū)差異，自動(dòng)化檢驗(yàn)的成本比手工檢驗(yàn)低，回報(bào)一般是兩年或更少。

然而，實(shí)施自動(dòng)化檢查項(xiàng)目之前，企業(yè)應(yīng)該注意以下六個(gè)關(guān)鍵因素。

1.每個(gè)部分都有自己的解決方案

設(shè)計(jì)自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)以測(cè)試不同的零件類型已被證明是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)榱慵缀误w可能會(huì)被遮擋或陰影可能會(huì)隱藏相關(guān)區(qū)域。這些限制通常是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)果，因?yàn)樽詣?dòng)檢測(cè)不是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分。它是通過(guò)照明和處理周期時(shí)間定義的缺陷規(guī)范、照明、分辨率和相機(jī)速度幫助獲得準(zhǔn)確的分析。

如果有可疑的缺陷，操作員有機(jī)會(huì)再看一遍，而機(jī)器卻不能。在自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)（AVC）設(shè)計(jì)過(guò)程中，每個(gè)產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷都必須考慮。即使是相似的零件也有與特定材料或產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的挑戰(zhàn)，因此尋找定制的方法是必要的。

自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)是相機(jī)、照明和處理系統(tǒng)的復(fù)雜組合，包括一些復(fù)雜的圖像處理

如果企業(yè)正在研究實(shí)施自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，那么從公司最高容量的零件或非常相似的零件（如O形圈）開(kāi)始，最具商業(yè)意義。O形圈檢查統(tǒng)可以檢查各種不同的部件。配置系統(tǒng)以測(cè)試不同類型的O形環(huán)的難度較小，因?yàn)镺形環(huán)彼此非常相似并且具有簡(jiǎn)單的幾何形狀;因此，使用單個(gè)系統(tǒng)可以檢查不同的零件類型。

2.尺寸測(cè)量和表面檢查

一般工廠的自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)分為兩種，第一種類型主要用于尺寸測(cè)量，第二種類型用于表面缺陷檢測(cè)。在這兩者中，尺寸測(cè)量系統(tǒng)是最容易開(kāi)發(fā)的。此外，計(jì)算解決方案能力的統(tǒng)計(jì)方法（例如，測(cè)量系統(tǒng)分析）易于為機(jī)器設(shè)計(jì)，因?yàn)榭梢灶A(yù)先估計(jì)自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)的所有內(nèi)容。通過(guò)明確定義零件規(guī)格，系統(tǒng)可以識(shí)別關(guān)鍵參數(shù)，即使零件尺寸具有最嚴(yán)格的公差。一旦這些關(guān)鍵參數(shù)被確認(rèn)，檢查系統(tǒng)的就能夠開(kāi)始正確實(shí)施，利用計(jì)算方法驗(yàn)證了系統(tǒng)照明、速度或相機(jī)分辨率等相關(guān)參數(shù)。

另一方面，表面檢查可能非常具有挑戰(zhàn)性。有文件說(shuō)明告訴人類質(zhì)量檢查員在手動(dòng)檢查零件時(shí)要檢查什么缺陷和尺寸助于自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

但是，但這些說(shuō)明并未為開(kāi)發(fā)自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)程序的軟件工程師提供足夠的指導(dǎo)。雖然人工檢查員可能完全理解這些指令，但軟件開(kāi)發(fā)人員需要獲得更多信息。

例如，質(zhì)量指令可能聲明某種特定類型的缺陷NG。從字面上理解，這將要求檢查系統(tǒng)具有無(wú)限的分辨率。不要簡(jiǎn)單地說(shuō)NG，開(kāi)發(fā)人員必須提供可量化的缺陷，以便他們能夠適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。如果非常小的缺陷是NG的，系統(tǒng)需要能夠識(shí)別它們，因此需要更高的圖像分辨率。

公司經(jīng)常面臨兩個(gè)挑戰(zhàn):一個(gè)缺陷需要發(fā)生，并且在它被糾正之前已經(jīng)被注意到;與計(jì)算機(jī)交流特定缺陷的特性是很困難的。因此，公司通常對(duì)所有領(lǐng)域?qū)嵤盎尽睓z查，以便至少有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)未知的缺陷。傳統(tǒng)上，機(jī)器是基于這些缺陷構(gòu)建的，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)可用了。一些缺陷預(yù)測(cè)可能是可行的，但是會(huì)增加“偽”廢品的風(fēng)險(xiǎn)。

就缺陷的大小達(dá)成一致意見(jiàn)可能很困難，因?yàn)楸仨毧紤]到許多因素。質(zhì)量工程師必須與設(shè)計(jì)工程師合作，甚至與機(jī)器供應(yīng)商合作，才能得出合適的指標(biāo)。

3.缺陷的定義分類

因?yàn)槎x和分類缺陷是開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的一部分，質(zhì)量工程師應(yīng)該在開(kāi)始自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)開(kāi)發(fā)之前編寫一個(gè)缺陷目錄。缺陷分類不僅是系統(tǒng)必須能夠檢測(cè)的所有缺陷的列表，而且是在可接受范圍內(nèi)或接近可接受范圍的部分的集合。這部分之所以如此重要，是因?yàn)橄到y(tǒng)將通過(guò)檢查這些部件來(lái)進(jìn)行專門的驗(yàn)證。

如電子表格所示，缺陷目錄包括缺陷的類型、缺陷的嚴(yán)重程度、概率以及缺陷的臨界大小。所有這些信息都有助于軟件開(kāi)發(fā)人員優(yōu)先檢測(cè)常見(jiàn)缺陷。

缺陷定義分類是成功自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施最關(guān)鍵先決條件。

對(duì)于每個(gè)缺陷，最好至少有兩個(gè)樣本，其中一個(gè)是邊緣缺陷。根據(jù)部件的復(fù)雜性，缺陷分類通常有60到100個(gè)部件。通常最好有足夠多的樣本，因?yàn)樽R(shí)別不向目錄添加知識(shí)的部分要比發(fā)現(xiàn)重要信息丟失更容易。

開(kāi)發(fā)缺陷目錄分類的最大挑戰(zhàn)是質(zhì)量部門和視覺(jué)檢查系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員之間的溝通。視覺(jué)檢查系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員需要了解生產(chǎn)過(guò)程，質(zhì)量部門必須了解檢查系統(tǒng)的局限性。

例如，質(zhì)量工程師理解生產(chǎn)工藝過(guò)程中的一些術(shù)語(yǔ)。但是，必須向視覺(jué)開(kāi)發(fā)人員詳細(xì)描述形狀、柔軟度和厚度等具體特性，以確保系統(tǒng)能夠找到有缺陷的部件而不是拒絕好的部件。根據(jù)原因不同，缺陷的不同種類，檢測(cè)這些缺陷需要不同的方法。

4.系統(tǒng)檢查過(guò)程

為了可靠地找到特定缺陷，程序必須執(zhí)行五個(gè)步驟：

1.零件定位：程序必須將零件定位在圖像中，以補(bǔ)償處理系統(tǒng)的微小變化。

2.圖像分割：程序?qū)D像分割成感興趣的功能區(qū)域。每個(gè)區(qū)域由一組有限的缺陷和相對(duì)于零件的單一功能定義，例如密封唇，外徑，頂面等。

3.圖像標(biāo)準(zhǔn)化：從圖像中刪除通常在良好部分中找到的所有內(nèi)容。這包括設(shè)計(jì)/功能線和常見(jiàn)的產(chǎn)品變體。這是一個(gè)核心功能，因?yàn)樗鼘⒚總€(gè)新圖像與好部件的歷史進(jìn)行比較，并突出顯示與此歷史的偏差。

4.信號(hào)/噪聲優(yōu)化：此時(shí)，程序?qū)D像進(jìn)行過(guò)濾，從已知的噪聲中提取可能的缺陷。這一步需要考慮特定的缺陷特性，例如暗污染、亮標(biāo)記和垂直流線。

5.缺陷檢測(cè)和分類：最后，程序識(shí)別可疑區(qū)域并分配一個(gè)分類值，該值用于通過(guò)或拒絕決策。此外，程序會(huì)記錄部件是否有可接受的缺陷。這些數(shù)據(jù)可用于在生產(chǎn)問(wèn)題發(fā)生之前防止其發(fā)生。

5.確保高質(zhì)量圖像

良好的檢查依賴于高質(zhì)量的圖像。在這里，工廠可以通過(guò)幾件事來(lái)確保視覺(jué)檢查系統(tǒng)產(chǎn)生最佳圖像。圖像質(zhì)量通常取決于照明和相機(jī)設(shè)置，但還必須考慮缺陷類型。其他因素包括減少錯(cuò)誤拒絕的數(shù)量;保持在所需的周期時(shí)間內(nèi);并充分利用可用的機(jī)器空間。

最佳設(shè)置允許檢查最小的相關(guān)缺陷

例如，工廠可以拍攝工具清洗前后或用不同的工具組制造的零件的圖像，以了解工藝變化將如何影響圖像質(zhì)量。通過(guò)分析這些圖像，并應(yīng)用其對(duì)圖像處理軟件局限性的知識(shí)，該公司將能夠提出一個(gè)可行的解決方案。軟件限制有時(shí)意味著公司必須開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的照明和相機(jī)設(shè)置。在其他時(shí)候，硬件限制增加了程序復(fù)雜性或開(kāi)發(fā)時(shí)間，或者在某些情況下，意味著你必須忍受比您希望的更多的錯(cuò)誤拒絕。

6.大投資=大回報(bào)

對(duì)于任何公司來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)和安裝自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)一直是一筆巨大的投資，但這是一項(xiàng)通?？梢詭?lái)回報(bào)的投資。最大的好處是降低了成本，因?yàn)樽詣?dòng)檢測(cè)成本低于人工檢查。另一個(gè)好處是開(kāi)發(fā)定制自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)，可以大大降低執(zhí)行不良檢查和交付缺陷部件的風(fēng)險(xiǎn)。它還可以檢測(cè)尚未出現(xiàn)缺陷的異常。這些數(shù)據(jù)可以提醒工程師注意問(wèn)題，這樣他們就可以在有缺陷的零件生產(chǎn)出來(lái)之前進(jìn)行修正。

自動(dòng)視覺(jué)檢查系統(tǒng)減少了客戶投訴的數(shù)量，對(duì)于某些零件類型，投訴率可以降至零。隨著“智能系統(tǒng)”訓(xùn)練自己如何找到與典型產(chǎn)品不同的部件，這一趨勢(shì)可能會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。智能系統(tǒng)可以讓自動(dòng)檢查系統(tǒng)獲得更多的吸引力，因?yàn)樗鼈兡軌蚪档?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，以及實(shí)現(xiàn)新解決方案的時(shí)間和成本。

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