详解工业机器人机器视觉系统

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在以智能制造为核心的工业4.0时代背景下，随着中国制造2025战略的深入，工业智能机器人产业市场呈现爆炸式增长势头，其中充当工业机器人“火眼金睛”角色的机器视觉功不可没！

那么机器视觉究竟给工业机器人一双怎么样的“慧眼”，能够大助工业机器人在未来工业自动化、智能化的工业4.0发展道路上大展拳脚大展拳脚？

作为工业机器人的“大脑中枢神经”，人工智能在过去的几年里一直处于持续的高速发展阶段，很多工业机器人也已经具备了相当高的智能化特点，但是还远远达不到人类所设想的智能化程度。

工业自动化的真正实现，需要高度智能化的工业机器人去替代人类的一部分工作，而显然，如果想让机器人去很好的替代人类工作的话，首先要做的就是让它们得能“看”到才行，不仅如此，在日常生活中我们所用到的很多智能化的东西也是需要去看的，包括智能无人机和智能吸尘器。

当然工业机器人也不例外，当工业机器人具备观察事情的能力时，才能够很好的对事情判断，从而做到智能化的灵活自行解决一些问题，而且在工业4.0的大势力下，智能制造对工业机器人的要求也越来越高，传统的通过编程来执行某一特定动作的机器人，将不再能满足制造业向前发展的需求。

很多时候，我们将需要机器人能够具备识别、分析、处理等更高级的功能，也就是说需要为工业机器安装一双“火眼金睛”来替代人眼做测量和判断，机器视觉相当于为工业机器人装上了“眼睛”，让他们能够清晰地不知疲倦的看到物体，发挥人眼检查检测的功能，这在高度自动化的大规模生产中非常重要。

机器视觉系统可以通过机器视觉产品即图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，然后图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

概括的说，机器视觉也就是用计算机来模拟人的视觉功能，具有人脑的一部分功能一一从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于工业智能制造中的实际检测、测量和控制等自动化工作。智能制造把工业机器人与机器视觉紧密结合起来，机器视觉将是人工智能的下一个方向。

机器视觉工业应用广泛，主要具有四个功能：

1、引导和定位，视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确的找到被测零件并确认其位置，上下料使用机器视觉来定位，引导机械手臂准确抓取。在半导体封装领域，设备需要根据机器视觉取得的芯片位置信息调整拾取头，准确拾取芯片并进行绑定，这就是视觉定位在机器视觉工业领域最基本的应用。

2、外观检测：检测生产线上产品有无质量问题，该环节也是取代人工最多的环节。说机器视觉涉及到的医药领域，其主要检测包括尺寸检测、瓶身外观缺陷检测、瓶肩部缺陷检测、瓶口检测等。

3、高精度检测：有些产品的精密度较高，达到0.01~0.02m甚至到u级，人眼无法检测必须使用机器完成。

4、识别，就是利用机器视觉对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象。可以达到数据的追溯和采集，在汽车零部件、食品、药品等应用较多。

概括的说，机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度，主要在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

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