机器人视觉光源检测案例（机器人视觉光源检测案例分享）

本文目录一览：

• 1、协作机器人案例透视
• 2、机器视觉中所用到的同轴光源和其它光源的优缺点，以及使用方法
• 3、机器视觉检测带你走进工业4.0，体验人工智能新视界
• 4、如何开展一个机器视觉检测项目？
• 5、机器视觉光源的选择
• 6、机器视觉系统常见的光源有哪些，每种光源适合在什么场合应用

协作机器人案例透视

丹麦优傲机器人 产业智能官

项目背景

北京北汽李尔 汽车 系统有限公司主要为 汽车 整车企业配套，其中包括为北京奔驰C级乘用车和SUV-GLK与新一代E级车、北京 汽车 自主品牌绅宝及C50系列车型提供座椅系统集成。

作为一家 汽车 供应商，北汽李尔十分注重产品的研发和设计能力，并不断提高生产效率和产品质量，致力于为用户提供可靠的产品和解决方案。

近年来，随着工业自动化升级， 汽车 零部件生产对精度、效率、可靠性等方面提出更高的要求。因此，北汽李尔一直在考虑使用协作机器人替代一部分人工操作，以提升产线自动化并增强公司的市场竞争力。

项目挑战

作为 汽车 座椅生产的重要一环，拧紧座椅上的螺丝是一项极其重要但却又重复枯燥的工作。产线员工一整天重复相同的动作，很容易感受到工作的单调和枯燥，而且长时间保持相同的工作姿势，会对员工身体造成伤害，生产效率也会受到影响。

解决方案

综合考虑了生产车间内的状况：产线安装空间有限，以及传统工业机器人的总体使用成本过高后，北汽李尔最终选定了优傲机器人。

优傲机器人不但能够满足自动化需求，而且从综合使用成本来说，经济实惠。相比起传统机器人，优傲机器人 轻巧紧凑、节省空间、易于重新部署在多个应用工站中 ，而不会改变产线的生产布局， 无需安全围栏隔离也能运行 ，可以与产线员工实现共同协作。

同时它 设置简单、操作可靠、用户体验流畅 ，从而大大 缩短了集成和调试周期 ，减少了项目风险。

即使在员工没有编程经验的情况下，优傲的专利技术也可以让他快速设置和操作优傲协作型机器人，只需花费数分钟就能掌握如何启停机器、为机器编写程序。而且和机器人一起工作，可以大大减轻员工的工作强度和压力，让工作变得更有趣。

同时，原本负责这部分工作的产线员工的角色也可随之发生转变——从操作工变为机器人调度员，可以去执行附加值更高的生产工作，工厂还能根据不同生产线需求安排他们的工作，使得在人员配置上更高弹性、灵活，进一步提升了公司的市场竞争力。

2018年，优傲协作机器人全球销量突破25,000台，为纪念这一重要里程碑，优傲向全球各地区幸运合作伙伴颁发优傲限量版黄金机器人。 北汽李尔作为优傲机器人在中国区最重要的合作伙伴之一，优傲机器人将中国区唯一一台黄金版优傲协作机器人授予北汽李尔。

在北汽李尔实现自动化生产转型升级的过程中，优傲协作机器人非常荣幸能参与其中。作为协作机器人领军企业之一，优傲机器人将继续致力于为有未来视野的用户实现协作创新，并提供通用型应用生态系统。 未来，优傲也将继续秉承“帮助用户实现自动化，简化重复性工业”的理念，帮助企业实现工业自动化转型升级。

除了 汽车 座椅拧紧，UR还提供各类大小扭矩拧紧应用解决方案。

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简介

百泰齐股份有限公司在塑料注塑生产在线导入了四台UR5协作型机器人，主要负责搬运、码垛跟夹取商品进行检测等环节。UR协作型机器人灵活的手臂跟编程能力，非常适合运用在需要复杂人体工学的产线环节中，成功为百泰齐省下 超过35% 的人力成本，解决了因噪音等产线环境影响造成的严重缺工问题，并大幅降低工厂中的潜在职灾风险；百泰齐目前有 11% 的生产制程由UR协作型机器人协助，其高度机动性除为厂房带来更多空间使用效益，更有利于公司保持营运跟策略制定弹性，以针对客户少量多样的生产要求实时调整产线，提供高质量的客制化产品，优化公司整体竞争力。

挑战

属「全制程」一条龙制造生产的塑料注塑厂商百泰齐股份有限公司，十余年来积极研发及优化塑料模具工业技术，致力于提供高质量产品，服务客户包含国内外许多大型企业如伍丰、星乔 科技 以及欧洲知名家具零售商等；透过引进自动化生产设备，百泰齐期望能持续实现质量稳定、量产扩增的目标，针对客户少量多样的客制化需求提供更全方位的制程服务。

百泰齐原先已于产线中导入大型自动化生产设备，然而大型工业用自动化机具伴随着噪音、所需安装空间庞大、安全距离设置等风险，以及人才招聘困难、严重缺工等问题，使得企业难以应对因生产量增加后更高的生产弹性需求。 因此，百泰齐希望藉由导入能灵活调整制程且低安全风险的协作型机器人，弥补人才缺口，也同事也希望能通过可人机协作的特点，重新分配产线人力资源、优化生产效能，并降低职业伤害风险，为员工打造更友善、安心的作业环境。

解决方案

目前 百泰齐在搬运、码垛和取放商品进行检测等环节中导入了四台UR5协作型机器人 ，UR协作型机器人能够代替员工在巨大噪音和充满工业用大型自动化机具的环境中工作，协助百泰齐省下超过35%人力成本，解决了作业环境导致作业员流动率高、人力不足的燃眉之急。

经风险评估后，UR协作型机器人无须防护栅栏即能与员工共同作业。 过去在产品装箱时，须依靠纯人力将产品整理码垛后，再弯腰放入箱内，长期下来易导致员工身体疲劳、关节跟腰部不适，通过使用UR协作型机器人，百泰齐的员工摆脱了高重复性工作内容，降低长期劳动所产生的职业伤害风险。 且工人只需约1小时即可学会简单故障排除，有超过80%的员工都有操作协作型机器人的经验 ，UR协作型机器人让员工得以从生产执行者转为监督者，公司还能根据工作流程程设定弹性调整人力，增加产线效率。

每轴都拥有+-360°自由角度的UR协作型机器人能轻易模仿人体工学，灵活适应多元产线需求。 以装箱作业来说，因为塑料产品的弧度跟置放的位置不固定，要以特殊角度才能将成品置入包装盒，一旦角度不对，很可能导致产品倒塌、挤压等折损。UR协作型机器人内置的安全系统， 可在装箱过程中保护产品安全，大幅降低损坏机率并兼顾安全与速度，两箱一栈板的作业量在20分钟内即可完成， 同样的动作若换成工业机器人可能会直接把产品压坏。

不仅如此，编程容易、机台安装快速简便的UR协作型机器人内建大量的模块化程序，帮助提高程序设置效率，并可轻易地与其他自动化设备进行整合，一台协作型机器人即可完成检测、分类和码垛摆放等多个环节。 百泰齐利用UR5搭配产线中既有的视觉传感器，透过机器人拿取塑料置物盒至传感器前完成良率检测后，直接进行分类码垛，公司不再需要为了不同功能的自动化机具空出厂房，随着产能逐渐扩大，百泰齐利用UR协作型机器人有效精简自动化生产过程，增加工厂空间的使用效益，公司资源能更集中投入产品研发与技术精进，创造公司成长的良性循环。

项目档案

名称：加拿大Paradigm Electronics

产品：扬声器和超低音音箱

行业：扬声器行业

应用：抛光

目的：解决生产环节中反复抛光产生的大量体力劳动，提高生产效率

关键价值驱动：机器人必须像人一样准确且灵活

让我们跟着人机协作机器人专家优傲（UR）一起看一看这个 案例的详情 ：

案例背景：

加拿大音箱制造商Paradigm Electronics在机箱上制作了签名“Midnight Cherry”，这一设计获得了许多用户的喜爱。但是在实际生产过程中，为了制造出该装饰图案工艺十分复杂，每层漆之间必须涂上多层漆，同时还必须反复送和抛光，该环节中需要大量体力劳动，而且要找到能够完成该操作的人员并不容易。Paradigm Electronics在同许多技术精湛的人员沟通之后，意识到他们需要使用能像人类一样灵活、准确的机器人。

挑战：

通过大量调研，Paradigm Electronics意识到协作机器人可以替代这个工位之后，立刻做了功课，考察了几家不同的机器人制造商。在抛光这个应用场景里，不仅需要考虑能够完成操作任务的机器人，同时也必须考虑到成本效益：也就是说要将所有（直接间接）成本都纳入这个项目，来考核项目回收周期。

解决方案:

Paradigm Electronics使用UR10协作机器人后,实现了让机器人和人在同一工作环境中工作。他们以一种并行式操作方式开展工作，如此便可让人机交互安全进行。两者之间是一种亲密的合作关系。

打磨、抛光和均匀砂磨任务都需要非常特殊、通常很细致的接触。带有力控（作为其编程结构一部分）的Universal Robot可以做到这一点，它能提供灵活的解决方案，自动调整位置，以实现预期的力度。机械手臂可自行向其环境施加特定力量，比如一个工件。这是一种很有价值的能力，可作为额外的技术由其他制造商提供。但它是优傲的标准配置。

优点:

UR人机协作机器人作为一种新的生产工具，在实际使用过程中为用户节约各项时间、人工和硬件成本。在短短14个月时间内，Paradigm Electronics便可以收回成本

部署时间大大缩短：

事实上，Paradigm Electronics在生产过程中也采用了另一种机器人：笛卡尔类型的机器人。它们需要大量安全防护人员的保护装置，完全不能实现工人与机器人真正配合工作，同时必须配备所有必备的物理防护手段，才能使工作单元对人类而言具有安全性。此外它的安装启用期很长，笛卡尔机器人调试耗时五个月。而优傲机器人，从接收开始，安装启用只需要一个多月。

集成力控功能：

Paradigm Electronics选择优傲机器人的另一个重要原因是它本身具有力控功能。在抛光流程中，如果施加过多的力，表面产生的热量和效果将会结果大打折扣，而优傲机器人能够按照力控工作，因此是一项巨大的优势。当然，为了实现最终的生产结果，也可以使用力反馈系统的技术，但从成本角度来说这并不划算，这一整套系统的价格有时抵得上一整台机器人。

编程和使用简便：

另用户觉得惊喜的还有，UR10的编程相当简便。Paradigm Electronics的员工很快就学会如何用机器人做一些教学操作：他们可以将机器人移动到所需要的位置，然后用示教器执行精细动作。操作人员可以很容易地在菜单中找到程序，敲一下键盘，激活机器人，然后让机器人开始当天的工作。

Paradigm Electronics与UR10的第一次亲密接触结果令人满意，目前他们正在考虑如何将人机协作机器人应用到产线的其他场景，例如希望能够在操作各种油漆工艺的油漆工位使用它，同时还计划将机器人引入具有更多抛物线形状的新系列扬声器生产中。有了如此强大又简单易用的工具，将工人们从繁重的劳动中解放出来，生产效率提升了50%！

项目档案

名称：日产 汽车 横滨工厂生产线

公司规模：3200人

产品：发动机、电动和混合动力车的电机

行业： 汽车 和零部件制造

应用：搬运和上下料，拧螺栓

目的：解决产线节拍超时问题，提高生产效率

关键价值驱动：满足负载要求、灵活和安全

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案例背景：

日产 汽车 横滨工厂生产线是一家生产发动机、轴、电动 汽车 和混合动力 汽车 的电机的工厂，生产范围覆盖原材料加工到装配。为了提高生产效率，日产 汽车 对于生产线节拍超时问题进行了分析，并希望通过使用机器人来消除这一瓶颈。最终，优傲UR10人机协作机器人分别应用于两条生产线，使得工厂的整体生产效率得到提高，节约了因额外人工而产生的成本。

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挑战：

在发动机装配流程的进气管安装阶段，工厂遇到了这样的问题：工人的配置会根据产量变化进行调整，但每次调整的时长是不同的，这就导致有的工位间隔时间超出额定的时间界限，成为生产线上的瓶颈。因此，日产 汽车 决定尝试引入机器人，希望通过新的生产方式解决节拍时间超时的问题。

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解决方案:

为了测试人机合作可以达到什么程度，横滨工厂从一开始就使用了优傲机器人：由于工人所在的位置在传送带的对面，因此工厂希望与之配合的机器人不需要安全围栏。机器人需要运送进气管自重约为4公斤进气管，加上进气管手柄总重量约为6公斤，因此要求机器人必须能够承受这样的负载。在比较了其他机器人品牌之后，日产 汽车 选择使用UR10。

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日产 汽车 与集成商Kantum Electronics合作，快速学习了机器人的性能和使用方法后进行快速安装。除了用于部件搬运之外，日产 汽车 在另外一条产线上，为UR机器人手臂上安装了螺帽扳手，用于拧开NAD CAM螺栓。

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优点:

通过使用了新的生产工具，日产 汽车 解决了产线节拍超时的问题。并且从实际的使用过程感受到了机器人带来的便利。

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减少团队负担：

在实际使用的过程中，原先由于手工作业，因此工人要用人工搬运沉重的进气管，工作一天非常疲劳。现在使用了优傲机器人，替代人工把零部件搬运到工人面前，工人直接进行组装，这样一来他们的劳动负荷大大减少。

安全的人机协作：

由于UR机器人不需要安全围栏，因此工厂在使用的过程中可以灵活地设置工位，放心地让机器人与工人协同作业。这对于现有的产线布局也不会造成太大的变化，为项目的测试和开展节省了许多时间。日产 汽车 也因此考虑在未来将人机协作机器人投入到更广泛的应用中去。

轻巧易安装：

UR机器人自重轻，可使用100V电源，并且无需安装安全围栏。与之前使用的其他设备相比，日产 汽车 能够更加方便地进行生产调整。在一个应用案例中，UR机器人安装在配有脚轮的平台上，方便移动，这样的组合对于生产应用来说相当方便。

结构紧凑灵活部署：

工厂内部空间有限，安装空间也有限，因此日产 汽车 在选择机器人解决方案时要求机器人能够和工人共用空间。而且机器人无需固定安装位置，能够根据生产需求进行移动。

投资回收周期短：

基于两班制，日产 汽车 在使用UR人机协作机器人后在1年内就可以收回成本。原先因为紧急生产需求会需要增加人员，因此产生额外的人工成本，现在使用机器人之后能够灵活地满足各种生产需求，节约了人工开支。

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未来，日产 汽车 计划进一步扩展机器人的使用，尝试在各种场景下使用UR机器人。对于工厂来说，尽管工人的配置会根据产量变化进行调整，但可以通过将机器人移动到生产节拍超时的工位，来消除生产瓶颈。有了如此强大又简单易用的工具，工厂在灵活部署和提高生产效率上有了更多的想象空间！

项目档案

名称 ：大陆 汽车 电子

公司规模 ：500人

产品 ： 汽车 仪表板

行业 ： 汽车 和零部件制造

应用 ：拾取和放置，机床上下料

目的 ：解决生产线自动化，提高生产效率

关键价值驱动 ：编程简单、灵活和安全

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让我们跟着人机协作机器人专家优傲（UR）一起看一看这个 案例的详情 ：

案例背景：

与跨国公司大陆集团的合作是该行业中绝佳的转型案例。作为 汽车 领域的领军人物，大陆集团是迄今为止自动化程度最高的制造商，并率先向工业 4.0 迈进。在 2016 年，该公司决定购买多台 UR10 协作机器人，进行 PCB 板的自动化制造和加工，与手动操作相比，转换时间降低了 50%（从 40 分钟缩短到 20 分钟）。

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挑战：

作为一家不断成长的公司，大陆集团在 汽车 行业拥有25 年的 历史 ，并一直专注于创新，并因此在与其他顶级公司的竞争中赢得了许多重要项目。西班牙大陆 汽车 的工厂经理 Cyril Hogard 谈起引入UR协作机器人的初衷时表示：公司在行业竞争激烈的背景下运营，主要挑战之一是提高生产率。2 年前第一次听说协作机器人时，他立即确信，协作机器人将凭借其集成简便、维护成本低和提高生产力的优势，成为大陆 汽车 在工业 4.0 中发展的基石。

解决方案:

西班牙大陆 汽车 公司选择优傲机器人，在制造过程中执行 PCB 板和组件的上下料及检测任务，这是一项单调和重复的任务，同时需要高度精确。

项目初期，大陆 汽车 安装了两台 UR10 机器人用于装卸 PCB 板和组件装配。目前已增加到六台 UR10 协作机器人，另有三个 UR10 项目正在进行中。

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大陆 汽车 的工程师们积极地投入到项目开发中，当开始第一个项目时大家知道这意味着，大陆 汽车 正在使用具有更现代机器人理念的协作型机器人从事开创性的技术工作，也预示着以自动化和工业物联网（IIOT）为核心的智能工厂的出现。

负责UR 机器人应用由工程师 Víctor Cantón尽管之前并没有机器人技术方面的经验，他仍然接受了挑战。在几个星期内，他就理解了 UR 协作机器人的基础知识，并能够开始编程。项目的早期阶段，在实验室内已经用一台优傲机器人进行测试、节拍计算和运动路径的规划，为简化和加快现场实施做准备。

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优点:

大陆集团的团队对于 UR 协作机器人在其生产线上的使用结果非常满意，产品优势在操作过程中显露无疑。

控制及灵活性：编程非常简单；所有的电子设备和机器人控制器被集成在中央控制器中，使他们在不需要外部专家的帮助下就可以重新编程。

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减少团队负担：协作机器人的到来意味着操作员的角色改变，操作员不再需要执行繁复的工作任务，例如将组件从一个工作站移动到下一个工作站。他们现在可以专注于可提高生产的技能任务。

降低成本：大陆集团在车间内实现自动化移动零部件，与手动操作相比，将转换时间降低了 50%（从 40 分钟缩短到 20 分钟），降低了运营成本。

安全：大陆集团的团队对与协作机器人相关的安全措施非常满意。例如，操作者可以在任何时间进入单元，并且当操作者靠近机器人时，机器人由于附加传感器停止而立即停止操作。

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对于大陆 汽车 西班牙工厂而言，最大的挑战来源于产能。协作式机器人之所以能成为解决问题的关键，在于它不是设备而是工具，能够像一位“同事”一样与现有的团队和体系紧密配合。无论是在产品安装部署，掌握编程，还是在安全性等方面都从用户的角度出发，更加简单易用，帮助用户尽可能降低各种隐性成本，让工具的使用“零门槛”。

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UR机器人从安装、调试到投入使用， 只需很短的时间周期即可完成。一个小时就能重新部署UR机器人，而传统机器人需要至少一周时间; UR机器人只需要几周就可以开启一个新项目，传统工业机器人通常需要半年以上。快速的投产周期，有助于建霖更敏捷地应对市场需求的变化，提升产品竞争力。UR机器人目前在建霖生产线上的主要应用包括：

双臂机器人组装产品

两台UR机器人可协作完成产品组装。由于组装过程中工序较多，通常一台机器人难以达到机台利用最优化。而优傲机器人关节灵活、占用空间小的特点非常适合双臂配合应用场合。双臂运行共享工作空间，利用通信协调双臂动作的顺序，使得整个运行过程精准有序、灵活高效。

热板焊接机上下料

在执行圆盘焊接机上下料操作时，UR机器人采用双吸盘，圆盘工位一次完成取料和放料动作，整体动作连贯紧凑。UR机器人先由左侧磁铁吸取待焊接底板，焊接成品到位后，取下成品放入底板，最后将成品放置于右边堆垛。

产品装配

装配产品时，UR机器人先由震动盘出口处取螺母放入穴位，然后取放待加工产品，最后取出装配完的产品。由于装配工艺的要求，机器人TCP需多次转动方向。利用UR机器人每个关节±360度的超高自由度，轻松完成示教放置。

产品拾放

产品拾放过程中，在空间狭小的圆盘工作站上吊装UR机器人，由左右工人随机上料。螺丝拧紧后，UR机器人取下完成产品，再根据皮带线状况完成分拣投放。灵活的UR机器人使得生产线的改造和调整更加容易。

注塑取件、去浇口、热保焊及试气检测

仅仅使用一台UR机器人即可完成注塑取件、去浇口、热保焊、试气检测四道工序。在传统生产方式中，操作人员一次只能完成一道工序，半成品通过周转箱往后传递。UR机器人串联的生产工序，可有效节省人力并保证产品品质。

预放镶件

在预放镶件应用中，一台UR机器人可同时操作三台注塑机，工具端搭载六只夹爪，机器人灵活的手腕能快速切换到任意取料位置。利用肘部的超高灵活度，使工具从上方运动避免了水平方向的干涉。

机器人视觉拾取

UR机器人搭载视觉系统，用于位置杂乱零件的精确拾取，仅需将零件简单摆放在传送带上，视觉系统便能判断出零件的种类和位置，通过socket把信息传递给机器人。机器人便可完成定位拾取，大幅降低上料过程的辅助人力。

滑轨搭载优傲机器人注塑机取件

在移动滑轨上搭载轻型UR机器人，用于扩展机器人的工作空间。机台相距较远且不方便移动时，配合滑轨让机器人实现多工位操作。使用一台机器人就能够与多台注塑机实现自动化加工流程，有效节约成本，提高机器的工作效率。

打造安全工作环境 促进人机良性协作

在引用UR机器人之前，建霖有大量的工位是人工作业，在高度重复作业时，人脑会产生疲劳感， 而且部分工位有一定的危险性。当这些工位由UR机器人承担后，在安全的基础上，把工人们从繁重的重复劳动中解脱出来，不仅促进了人与机器间的良性协作，更大大提升了工作效率，保证了产品良率 。

人力资源合理配置 提升盈利能力

丹麦优傲机器人公司中国区总经理苏璧凯（Adam Sobieski）表示：

“

UR机器人操作简单灵活，无需对现有建霖生产线进行过多调整，即可轻松融入整个装配中。而便捷的编程设置，不再需要安排固定的工作人员进行长期维护，从而节省了人力成本。

”

UR机器人解放劳动力后，作业人员可以去从事需要发挥思考能力、更具附加值的工作，公司也不必填补其工作岗位。这样充分利用公司内部资源，实现人员的灵活调配，不仅有效降低员工流失率，更降低了人力成本，进而提升盈利能力。

建霖工业总工程师谢英伟先生认为: “人机协作机器人是工业制造中一股强大的创新力量，它为自动化生产赋予了前所未有的灵活度。随着人机协作机器人的不断发展，自动化生产将不再是长期不变、大批量、单一产品标准化制造的代名词，而是拥有了定制化、小批量、多品种制造的可能。因此，我们对丹麦优傲机器人的发展前景充满信心。”

机器视觉中所用到的同轴光源和其它光源的优缺点，以及使用方法

1、同轴光源

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

2、背光源

用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源

条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、环形光源

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查

5、AOI专用光源

不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；应用领域:用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源

具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。应用领域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源

超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。应用领域:阵相机照明专用，AOI专用。

8、点光源

大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。应用领域:适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源

四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。应用案例:CB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10、对位光源

对位速度快；视场大；精度高；体积小，便于检测集成；亮度高，可选配辅助环形光源。应用领域:VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

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机器视觉检测带你走进工业4.0，体验人工智能新视界

工业4.0与智能制造密不可分，智能制造与机器视觉密不可分。机器视觉是近年来发展迅速的新技术，利用光学和机电一体化使机器具有视觉功能。机器视觉为工业自动化打开了一扇“新窗口”。在智能制造时代，机器视觉具有非常大的发展潜力。

机器视觉使机器能够了解世界

顾名思义，机器视觉是用机器代替人眼进行测量和判断。机器视觉的应用主要表现在四个方面：

1、导向和定位：装载和卸载使用机器视觉定位和引导机器人手臂准确抓握。

2、外观检查：检查生产线上的产品是否存在质量问题。这个环节也是取代劳动力最重要的部分。

3、高精度检测：部分产品精度高，达到0.01~0.02m甚至u，人眼无法检测到，必须用机器完成。

4、识别：数据可追溯性和收集，适用于 汽车 零件，食品，医药等其他应用。

以检测应用为例，简要介绍机器视觉的工作原理。使用工业相机收集被测设备的图像是机器视觉中最重要的部分。为了检测所有需要的功能，有必要不断调整光源和摄像机的参数，然后使用专业的图像处理软件将模拟信号转换为数字信号，然后计算出来，提取目标的检测特征，如颜色、器件表面是否有划痕、尺寸是否合格，表面涂层是否均匀等，然后输出结果，反馈到机械端对器件进行分检，将不合格器件挑选出来，即图像获取、信息处理和完成分拣三个过程。

在智能制造时代，机器视觉具有很大的发展潜力

全球机器视觉行业主要分布在北美，欧洲和日本，北美占62％，欧洲占15％，日本占10％。

中国的机器视觉相关产业起步较晚，但发展速度很快。自2009年以来，它已进入快速发展期，年增长率为15-20％。目前，中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大机器视觉市场。 2015年，其市场规模达到22亿元，占全球的8.3％，增长率为22.2％，远高于全球平均水平。从2016年到2020年，中国机器视觉市场的增长率预计将保持在20％以上，这将达到10亿美元的市场空间。

中国的机器视觉系统仍主要用于半导体和电子制造领域。 2015年，它占总数的46.4％，特别是SMT贴片，AOI/AXI设备和连接器检测。下游机器视觉应用中 汽车 和医药也占很大比例，2015年分别达到10.9％和9.7％。

机器视觉系统的优点是提高所生产产品的质量和生产线的自动化。特别是在一些不适合手工作业或人眼难以满足要求的危险工作中，同时，在大规模的工业生产过程中，产品质量通过人工视觉检查，精度不高，机器视觉检测方法可以大大提高。提高生产效率和生产自动化。业界预计机器视觉的未来将进一步开放。

机器视觉技术的工业应用

目前，国内机器视觉技术广泛应用于电子和半导体制造， 汽车 制造，工业测试，药品检测和包装，食品包装，印刷和测试，铁路和公路测试，公共安全，金融，生物医学， 娱乐 ，军事，化学研究和其他领域。毫无疑问，工业领域是机器视觉应用的最大比例。重要原因是中国已成为全球制造，高需求零件加工的加工中心及其相应的先进生产线改造，使机械视觉产品在工业制造中得以实现。

基于机器视觉的工业机器人定位技术

机器人的智能程度影响整个行业的发展。传统机器人主要通过教学再现或预编程来执行各种操作，这极大地限制了机器人的应用。具有力感，机器视觉和各种传感器的机器人运动控制技术是灵活自动化制造技术的典范。通过机器人的视觉控制，不需要预先教导或离线编程工业机器人的运动轨迹，这可以节省很多钱，编程时间，提高生产效率和加工质量。

工业在线检测系统

机器视觉在工业在线检测的各种应用中非常活跃，例如：印刷电路板的目视检查，钢板表面的自动探伤，大型工件的平行度和垂直度测量，容器体积或杂质检测，自动识别和分类，机械零件几何尺寸测量等。

例如，ROVER（ 汽车 ）800系列车身轮廓尺寸精度的100％在线检测是工业检测中使用的机器视觉系统的典型示例。该系统由62个测量单元组成，每个测量单元由一个激光器和一个CCD摄像头组成，用于检测机身外壳上的288个测量点。检查系统每40秒检测一个车身的速度，并检测三种类型的车身。系统将测试结果与CAD模型中的尺寸进行比较，测量精度为±0.1 mm。

如何开展一个机器视觉检测项目？

当接触一个全新的 机器视觉 检测项目时，如何开展一个机器视觉检测项目？机器视觉检测项目基本流程有哪些？简单流程如下：确定客户需求、方案设计、软件开发、现场调试、文档交接。在实际项目中，各个流程可能互相耦合，不过整体流程是基本明确的，整理后如下。

一、确定客户需求

项目伊始，需要准确、详细地了解客户需求，这个过程需要多次现场考察、反复与客户沟通，才能落实客户需求。主要确定项目的应用类型、节拍要求、精度要求、安装空间、光照环境、通讯接口等内容。

应用类型——确定机器视觉应用类型（测量、识别、检测、引导定位），了解产品表面状态、外形尺寸等影响 视觉检测 因素的变化情况，初步评估能否满足需求

节拍要求——客户对生产效率方面的要求，量化视觉检测步骤时间

精度要求——针对各检测功能点及客户生产要求量化视觉检测精度

安装空间——确认现场环境对视觉系统的安装是否有限制

光照环境——确认现场环境是否有强光、日光干扰等特殊影响

通讯接口——确认现场与视觉系统配合的数据传输接口类型、I/O接口类型等

二、方案设计

视觉系统 是一个各部分互相配合的有机整体，并不是简单的组合，所以一个项目的方案设计关乎着整个项目的成败，从初步方案，到ZUI终方案，以及中间经历的各个版本，需要整个团队共同评审，才能敲定ZUI终方案。整体方案内容主要包括需求分析、视觉硬件设计、视觉软件设计、可行性验证、开发计划。

需求分析——整理客户关键需求，并分析需求可行性

机器视觉硬件设计——包括视觉系统平台、相机、镜头、光源的选择

机器视觉软件设计——采用第三方视觉软件，抑或自行开发视觉处理软件

可行性验证——搭建软硬件环境，初步测试能否满足客户需求

开发计划——罗列项目开发计划，模块化项目节点，跟进项目进度

另外，一个完整的项目应包括机械、电气、视觉等其他部分，以上只是简单陈述下视觉方案的设计内容，而ZUI终呈现给客户的完整项目方案还应包括机械设计、电气设计。

三、软件开发

软件开发主要包括人机交互界面、底层算法，测试运行。

人机交互界面开发——简单易用、处理结果直观显示；落实软件框架，功能化软件模块；软件框架多采用生产者/消费者模式，功能模块一般包括图像采集模块、算法处理模块，数据保存模块，通讯模块等。

底层算法开发——落实算法处理工具（Halcon、OpenCV、NI Vision等）；开发算法处理流程；生成动态库.dll

测试运行——模拟现场出现的各种情况，测试软件算法的稳定性、鲁棒性。

四、现场调试

现场调试是一个比较繁琐的过程，主要体现在调试过程中的不确定性因素较多，例如环境光的影响、机械振动的影响、硬件工作的稳定性等。主要流程包括设备安装、模块调试、系统联调、自动运行。

设备安装—— 运动部件安装；相机、镜头、光源安装；视觉系统内部线缆附件走线；视觉控制器、光源控制器安装；外部通信、I/O线缆走线等；

模块调试—— 相机功能调试（触发拍照等）；工件检测特征视觉参数调试（相机参数、镜头参数、光源位置和亮度等）；外部通讯调试等；

系统联调—— 调试完整视觉程序；正常生产检测调试等；

自动运行—— 开机自动运行；

五、文档交接

需要与客户进行文档交接时，说明已进入项目尾部，此时应编写操作文档并进行现场培训。

操作手册—— 软件基本操作；常见问题及解决方法；

现场培训—— 项目工作流程；软件操作；问题解决步骤；

深圳 瑞视特科技 有限公司（） 有多年的机器视觉行业经验的，在机器视觉的应用领域上积累了不少的案例，大家可以了解一下。

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择，现代生活中日常照明离不开灯光，房屋装修更是对光源的要求比较高，光源大体分为冷光和暖光，不同光源视觉感都不同，下面一起来了解一下，机器视觉光源的选择。

机器视觉光源的选择1

机器视觉光源

机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格不合格、有无等，实现自动识别功能。

机器视觉光源的选择

一、简单的预备知识

1、因材质和厚度不同、对光的透过特性（透明度）各异。

2、光根据其波长之长短、对物质的穿透能力（穿透率）各异。

3、光的波长越长、对物质的透过力越强，光的波长越短、在物质表面的扩散率越大。

4、透射照明、即是使光线透射对象物、并观察其透过光之照明手法。

二、光源

1、穏定均匀的光源极其重要。

2、目的：将被测物与背景尽量明顕区分。

3、摂取图像时、最重要之处是如何鲜明地获得：被测物与背景的浓淡差。

4、目前，在图像处理领域中最広范的技术手法是：二值化（白黒）处理。

以上就是我针对机器视觉光源的选择这一科技的发明阐述的资料了，随着科技的发达每天都有很多新鲜的东西问世，无论是那一方面的机器还是新鲜事物都是随着人们的需求而发展的。像褪壳机一类的就是褪花生跟瓜子发明的，都是省力又省时间的伟大发明呢。

机器视觉光源的选择2

一套完整的视觉检测系统主要包含图像采集部分和图像分析部分，而图像采集部分主要由工业相机、工业镜头以及机器视觉光源承担，今天我们主要介绍机器视觉光源的相关基础知识及选型技巧。

首先我们需要了解，机器视觉中的光源起到哪些作用：

1.照亮目标，提高亮度；

2.形成有利于图像处理的成像效果，降低系统的复杂性和对图像处理算法的要求；

3.克服环境光干扰，保证图像稳定性，提高系统的精度、效率。

恰当的光源照明设计可以使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，这样不仅大大降低图像处理的算法难度，同时也提高系统的精度和可靠性。但非常遗憾，目前没有通用的机器视觉照明系统应对不同的检测要求，因此针对每个特定的案例，都需要设计合适的照明装置，以达到最佳效果。而不合适的照明，则会引起很多问题，机器视觉光源如此重要，却往往被很多人忽视。

目前机器视觉光源主要采用LED（发光二极管），由于其形状自由度高、使用寿命长、响应速度快、单色性好、颜色多样、综合性价比高等特点在行业内广泛应用：

一、形状自由度

一个LED光源是由许多单个LED组合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形状，更容易针对用户的情况，设计光源的形状和尺寸。

二、使用寿命长

为了使图像处理单元得到精确的、重复性好的测量结果，照明系统必须保证相当长的时间内能够提供稳定的图像输入。LED光源在连续工作10000到30000小时后，亮度衰减，但远比其他光源效果好。此外，用控制系统使其间断工作，可抑制发光管发热，寿命也将延长一倍。

三、响应速度快

LED发光管响应时间很短，响应时间的真正意义是能按要求保证多个光源或一个光源不同区域之间的工作切换，采用专用控制器给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10s。

四、颜色多样

除了光源的形状以外，得到稳定图像输入的另一方面就是选择光源的颜色。甚至相同形状的光源，由于颜色的不同得到的图像也会有很大的差别。实际上，如何利用光源颜色的技术特性得到最佳对比度的图像效果一直是光源开发的主要方向。

五、综合性运营成本低

选用低廉而性能没有保证的产品，初次投资的节省很快会被日常的维护、维修费用抵消。其他光源不仅耗电是LED光源的2~10倍，而且几乎每月就要更换，浪费了维修工程师许多宝贵的时间。而且投入使用的光源越多，在器件更换和人工方面的花费就越大，因此选用寿命长的LED光源从长远看是很经济的'。

机器视觉照明技术基础知识：

1）照射方式

选择不同的光源，控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的最基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置，一般来说有两种最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是从这两种方法中延伸出来的。

直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影；

漫射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影。

2）反射方式

物体反射光线有两种不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光线的反射角等于入射角。直反射有时用途很大，有时又可能产生极强的眩耀。在大多数情况应避免镜面反射。

漫反散：照射到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。

3）颜色

光谱中很大的一部分电磁波谱是人眼可见的，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光，范围在400nm至760nm之间（有的人可以观测到380~780nm），即从紫色380nm到红色780nm。

色环就是把可见光光谱中的色彩进行排序，形成红色连接到另一端的紫色。机器视觉中应用的色环通常包括6种不同的颜色，分为两大类：暖色和冷色。暖色由红色调构成，冷色来自于蓝色调。通常用相反色温的光线照射，图像可以达到最高级别的对比度；相同色温的光线照射，可以有效滤除。因此灵活利用色温特性，对我们选择光源很有帮助。

4）明视场和暗视场

明视场是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗视场主要由低角度或背光照明形成。对于不同项目检测需求，选择不同类型的照明方式，一般来说暗视场会使背景呈现黑暗，而被检物体则呈现明亮。

5）光源分类

目前主要有以下几种分类方式：

a）颜色

常用光源颜色集中在可见光范围，主要有白光（复合光）、红色、蓝色、绿色，另外红外光也比较普及，而紫外光由于各种原因，应用较少。

b）外形

各厂家会根据不同光源外形特性进行分类，也是目前的主流分类，比如环形光源、环形低角度光源、条形光源、圆顶光源（碗光源/穹顶光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的应用方式或者原理进行分类，主要有无影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源以及结构光源等。

常见的光源类型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物体，得到清楚的影像。

当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮或反射的材料上时，会引起类似镜面的反光。通用照明一般采用环状或点状照明。环光是一种常用的通用照明方式，很容易安装在镜头，可给漫反射表面提供足够的照明。

2.暗场照明：暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明。

使用工业相机拍摄镜子，如果视野内能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中看不到光源就是暗场照明。因此光源是亮场照明还是暗场照明与光源的位置有关。通常，暗场照明应用于对表面突起部分的照明或表面纹理变化的照明。

3.背光照明：从物体背面射过来均匀视场的光，通过相机可以看到物面的侧面轮廓。

背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。背光照明产生很强的对比度。应用背光技术时，物体表面特征可能会丢失。例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。

4.漫射照明：连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。

连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170球面度立体角范围的均匀照明。

5.同轴照明：同轴光的形成——通过垂直墙壁出来的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。

这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合在周围环境产生阴影的影响下，检测面积不明显的物体。

6.偏振片：只允许振动方向平行于其允许方向的光通过，垂直分量被截止。

针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。

机器视觉系统常见的光源有哪些，每种光源适合在什么场合应用

1、环形光源

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查

2、背光源

用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源

条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、同轴光源

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

5、AOI专用光源

不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；应用领域:用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源

具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。应用领域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源

超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。应用领域:阵相机照明专用，AOI专用。

8、点光源

大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。应用领域:适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源

四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。应用案例:CB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10、对位光源

对位速度快；视场大；精度高；体积小，便于检测集成；亮度高，可选配辅助环形光源。应用领域:VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

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