工业视觉，也称为机器视觉，是工业自动化的关键技术之一，它涉及到使用光学非接触式感应设备，捕捉图像并将其转换成数字信号，进而实现对物体的识别、测量、定位、检测等功能。工业视觉系统广泛应用于自动化生产线，用以提高生产效率、保证产品质量、降低成本，并在一些不适合人工作业的危险环境或人工视觉难以满足要求的场合发挥重要作用。
工业视觉系统通常用于自动化生产线中的物体识别、质量检测、机器人导航和精确测量等任务。
一、工业视觉系统的核心构成
● 图像获取：利用高性能工业相机等装置实现高分辨率图像捕捉。
● 图像处理与分析：应用复杂算法对图像进行预处理、特征提取与分析，挖掘有价值信息。
● 决策与输出：基于分析结果，向控制系统发出指令，驱动后续的生产操作或质量控制措施。
工业视觉系统可以分为两大类：
- 工业机器视觉：主要应用于工业领域，如自动化检测、产品质量控制等。
- 计算机视觉：更侧重于图像和视频的解析，广泛应用于安防、医疗、自动驾驶等行业。
系统架构演进
● 嵌入式视觉解决方案：集成了图像采集与处理能力的智能相机或视觉传感器，提供即插即用的便捷性。
● 板级系统：需与PC搭配，支持用户根据特定需求进行二次开发，灵活性高。
发展趋势与创新
工业视觉正加速融合人工智能技术，特别是深度学习算法的应用，极大地拓展了其处理复杂图像识别与分析的能力，推动系统向更高层次的智能化与自适应性发展。这一融合不仅拓宽了应用边界，也为市场增长注入强劲动力。
二、具体应用
1. 质量检测：通过AI工业视觉识别技术自动检测产品表面的缺陷、尺寸偏差等问题，提高产品质量的稳定性和一致性。
2. 物料分拣：识别物料的形状、颜色、纹理等特征，实现自动化物料分拣，提升生产效率。快速识别产品标识、序列号等，优化物流与追溯管理。
3. 设备监控：实时监测设备运行状态，及时发现异常情况并预警，降低设备故障率，从而提高整体的生产效率。
4. 视觉引导与定位：在自动化生产线中，使用工业视觉系统对产品进行精确定位，引导机械手臂或其他自动化设备进行准确的拾取、装配和放置。
5. 模式有无识别检测：检测生产线上产品是否符合预设模式，快速识别不良品，及时排除生产中的异常。
6. 精准测量测距：通过图像处理技术，实现对产品几何尺寸的非接触式精确测量。确保产品符合设计规格，减少返工和废品率。
7. 产品外观检测：利用深度学习算法，实现对微小表面瑕疵的高效识别。检测产品外观是否存在划痕、凹陷等瑕疵，快速筛选出外观不合格的产品。
8. 自动化生产线：工业视觉系统可以集成到自动化生产线中，实现产品的自动化加工和装配，减少人工干预，提高生产效率和安全性。
9. 机器人导航：在智能制造中，工业视觉用于引导机器人进行精确操作，如焊接、喷涂、搬运等，提高机器人的自主性和生产流程的灵活性。
三、与机器人技术的结合
与机器人结合是实现自动化生产线的关键环节。
1. 精确定位：工业视觉系统通过图像识别和分析，为机器人提供精确的物体位置信息。这使得机器人能够准确地抓取、放置或加工目标物体。
2. 引导和导航：在自动化装配线中，工业视觉系统可以引导机器人进行正确的部件拾取和装配操作，确保高精度的组装过程。
3. 质量控制：结合机器人的灵活性和工业视觉系统的检测能力，可以对生产线上的产品进行实时的质量检测，如缺陷识别、尺寸测量等。
4. 适应性：工业视觉系统能够识别多种不同的物体和环境变化，为机器人提供必要的适应性信息，使其能够处理各种生产任务。
5. 数据反馈：视觉系统提供的数据可以反馈给机器人控制系统，使机器人能够根据实时数据调整其动作，提高生产过程的智能化水平。
6. 协同工作：在一些复杂的生产任务中，多个机器人可能需要协同工作。工业视觉系统可以协调这些机器人的动作，确保整个生产流程的顺畅。
7. 智能决策：结合深度学习和人工智能技术，工业视觉系统可以进行更高级的图像分析，为机器人提供智能决策支持。
8. 实时监控：在机器人执行任务期间，工业视觉系统可以实时监控其操作，确保生产过程符合预定标准，并在出现偏差时及时进行调整。
9. 柔性制造：工业视觉系统使机器人能够快速适应产品变化或生产线调整，实现柔性制造，以适应市场和产品多样化的需求。
10. 安全监控：在某些应用中，工业视觉系统还可以用于监控机器人的工作区域，以确保人员安全，防止意外碰撞或操作失误。
通过这些方式，工业视觉系统与机器人技术的结合不仅提高了生产线的自动化程度，还增强了生产的灵活性和智能化水平，这对于现代制造业来说至关重要。
工业视觉系统的性能要求包括高速度、高精度和高可靠性，以适应快速和复杂的工业生产环境。随着技术的发展，工业视觉系统在智能制造中的作用越来越重要，是实现自动化和智能化生产的关键技术之一。
总之，工业视觉技术，作为工业自动化领域的核心驱动力之一，通过集成先进的光学感知设备，实现对目标物体的图像捕获、数字化转换及深入分析，进而在识别、测量、定位及质量控制等多个维度上展现其强大功能。该技术在提升生产效率、保障产品质量、缩减成本及在极端或精密作业环境中替代人力方面展现出显著优势。
