Melihat tinggi dan mengembara jauh: Penglihatan mesin digunakan secara meluas dalam sektor perindustrian

Penglihatan mesin ialah salah satu teknologi teras untuk automasi industri dan kepintaran. Melalui pengimejan optik, algoritma pemprosesan imej dan analisis AI, ia mensimulasikan penglihatan manusia untuk mengenal pasti, mengukur, mengesan dan mencari objek dalam senario industri. Ia menawarkan kelebihan seperti ketepatan tinggi, kelajuan tinggi, operasi berterusan 24/7, dan keupayaan anti-gangguan yang kuat. Dalam sektor perindustrian, visi mesin telah menembusi keseluruhan proses pengeluaran. Senario aplikasi teras berikut diterangkan secara terperinci:

1. Pemeriksaan Kualiti dan Pengesanan Kecacatan

Pemeriksaan kualiti adalah kawasan aplikasi industri yang paling matang untuk penglihatan mesin. Ia meliputi pemeriksaan kecacatan di seluruh rantaian bekalan, daripada bahan mentah kepada produk siap, menggantikan pemeriksaan visual manual tradisional dan meningkatkan ketepatan dan kecekapan dengan ketara.

1. Pembuatan Elektronik: Pengesanan Kecacatan Komponen Ketepatan

Pemeriksaan PCB (papan litar bercetak) (kecacatan sambungan pateri, litar pintas, komponen hilang), kecacatan cip semikonduktor (calar, retak, anomali litar), dan pemeriksaan paparan (piksel mati, kebocoran cahaya, calar). Kamera industri resolusi tinggi (12 megapiksel atau lebih tinggi) digabungkan dengan sumber cahaya cincin atau sepaksi menggunakan algoritma pemprosesan imej (seperti pengesanan tepi dan analisis skala kelabu) untuk mengenal pasti kecacatan kecil. Model pembelajaran mendalam boleh mempelajari ciri kecacatan secara autonomi, mencapai ketepatan lebih 99% dalam mengenal pasti kecacatan baharu.

Kajian Kes: Sebuah kilang skrin telefon bimbit memperkenalkan barisan pemeriksaan penglihatan mesin, meningkatkan kelajuan pemeriksaan daripada 30 keping/jam (proses manual) kepada 800 keping/jam dan mengurangkan kadar pengesanan terlepas daripada 5% kepada 0.1%.

II. Perhimpunan Automatik dan Kedudukan Ketepatan

Dalam barisan pengeluaran automatik, penglihatan mesin boleh membimbing lengan atau peralatan robot untuk melakukan pemasangan ketepatan tinggi, menangani kecekapan rendah dan ralat besar yang berkaitan dengan pemasangan manual. Ia amat sesuai untuk memasang bahagian kecil atau struktur kompleks.

1. Industri 3C: Perhimpunan Bahagian Mikro

Aplikasi: Pemasangan modul kamera telefon mudah alih (ralat penjajaran kanta, penderia dan motor mestilah≤5mm), pemasangan kekunci papan kekunci komputer riba, dan penjajaran pin penyambung. Prinsip Teknikal: Menggunakan penglihatan binokular atau pengimejan 3D cahaya berstruktur, koordinat 3D bahagian diperoleh, sisihan kedudukan pemasangan dikira dalam masa nyata, dan isyarat pampasan dihantar ke lengan robot, mencapai kawalan "gerak penglihatan" gelung tertutup.

Pengilang modul kamera menggunakan penglihatan mesin untuk membimbing barisan pemasangannya, mengurangkan masa penjajaran kanta dan sensor daripada 15 saat seunit (diperlukan secara manual) kepada 2 saat seunit, dan meningkatkan hasil pemasangan daripada 82% kepada 99.5%.

2. Pembuatan Automotif: Kedudukan Pemasangan Komponen

Bolting dan kedudukan blok enjin dan kepala silinder, penjajaran kaca automotif dan kerja badan, dan sambungan automatik penyambung dan antara muka abah-abah pendawaian.

Kelebihan: Ia boleh menampung ubah bentuk bahagian kecil yang disebabkan oleh kesilapan pemesinan, mencapai ketepatan kedudukan±0.02mm, lebih 25 kali lebih tinggi daripada kedudukan manual (±ketepatan 0.5mm).

3. Bimbingan dan Navigasi Robot Industri

Penglihatan mesin menyediakan robot industri dengan "mata", membolehkan mereka mengenal pasti persekitaran mereka secara autonomi dan merancang laluan, menyesuaikan diri dengan keperluan pengeluaran yang fleksibel (seperti pengeluaran kepelbagaian tinggi, volum rendah).

1. Bimbingan Robot Kimpalan

Kimpalan casis automotif (kedudukan jahitan kimpalan boleh berbeza mengikut±1mm disebabkan oleh toleransi komponen) dan kimpalan struktur keluli (pengenalan trajektori jahitan kimpalan kompleks).

Penderia profil laser mengimbas permukaan kimpalan, menjana data awan titik 3D. Algoritma mengekstrak trajektori pusat jahitan kimpalan dan membetulkan laluan kimpalan robot dalam masa nyata, memastikan ralat kedudukan relatif≤0.3mm antara obor kimpalan dan jahitan kimpalan.

2. Navigasi AGV (Automated Guided Vehicle).

Pengendalian bahan di lantai kilang (seperti pemindahan alat ganti automotif dari gudang ke barisan pengeluaran) dan sambungan antara rak dan AGV dalam logistik gudang.

Menggunakan pengecaman kod QR tanah, SLAM visual (Penyetempatan dan Pemetaan Serentak) atau tanda tempat visual (seperti pemantul) untuk penentududukan, AGV mencapai navigasi peringkat sentimeter, memberikan fleksibiliti yang lebih besar daripada navigasi magnetik tradisional (membolehkan perubahan laluan pantas).

IV. Logistik dan Automasi Gudang

Dalam logistik perindustrian, visi mesin menyokong pengisihan pantas, palletizing dan kebolehkesanan maklumat barangan, menjadikannya teknologi teras untuk pergudangan pintar.

1. Isih Pintar dan Pengecaman Kod Bar

Pengisihan pakej dalam gudang e-dagang (mengecam kod bar/kod QR pada label penghantaran dan memberikannya ke kawasan yang sepadan) dan pergudangan bahagian industri (mengecam nombor alat ganti dan mengautomasikan penghantaran masuk dan keluar).

Kamera imbasan talian berkelajuan tinggi (kadar bingkai≥500 fps) digabungkan dengan algoritma pengecaman imej dengan cepat boleh menyahkod kabur dan condong (±30°) kod bar pada kelajuan penghantar 1.5 m/s, dengan kadar pengecaman 99.9%.

2. Pembuatan Palet dan Penyahpalletan Tidak Tertib

Penimbunan karton dan bahagian logam yang tidak teratur (seperti tindanan automatik kotak pusing ganti logistik) dan penyahpalletan bahan mentah (seperti helaian dan paip) dilakukan dalam talian.

Penderia penglihatan 3D (seperti LiDAR dan kamera cahaya berstruktur) mengimbas bentuk objek tiga dimensi, menggunakan algoritma untuk menentukan titik genggaman dan membimbing lengan robot untuk menangkap dan menyusun item dengan tepat daripada longgokan tidak tersusun mengikut corak tertentu, meningkatkan kecekapan lebih lima kali ganda berbanding dengan kerja manual.

V. Metrologi Perindustrian dan Pengukuran Dimensi

Penglihatan mesin membolehkan ukuran bukan sentuhan, ketepatan tinggi, mengelakkan kerosakan pada bahagian yang disebabkan oleh kaedah pengukuran sentuhan tradisional (seperti angkup dan mikrometer). Ia juga sesuai untuk pengukuran dalam persekitaran yang keras seperti suhu tinggi dan tekanan tinggi.

1. Pengukuran Dimensi Bahagian Ketepatan

Menggalas ukuran diameter dalam dan luar (ketepatan±0.001mm), pitch gear dan ukuran ketebalan gigi, dan pemeriksaan dimensi kontur bahagian aeroangkasa (seperti bilah turbin).

Menggunakan kanta telesentrik (menghapuskan ralat perspektif) dan plat penentukuran berketepatan tinggi, algoritma pengekstrakan tepi subpiksel mengira parameter bahagian seperti panjang, sudut dan kebulatan, dengan kelajuan pengukuran sehingga 1000 unit seminit (setiap bahagian).

2. Pengukuran Objek Besar

Pengukuran kerataan plat keluli (julat 10m x 2m), diameter paip dan pemeriksaan ketebalan dinding, dan pengesahan dimensi komponen bangunan (seperti rasuk keluli).

Teknologi jahitan berbilang kamera (menggunakan algoritma jahitan imej untuk menggabungkan medan pandangan berbilang kamera) digabungkan dengan sensor anjakan laser membolehkan pengukuran kawasan penuh objek besar dengan ketepatan≤0.1mm/m.

VI. Pembacaan Kod Industri dan Kebolehkesanan Maklumat

Di seluruh kitaran hayat pengeluaran perindustrian, penglihatan mesin boleh mengecam aksara, kod bar dan kod QR pada bahagian permukaan, membolehkan kebolehkesanan produk, pengesanan kualiti dan kawalan proses.

1. Pengecaman Kod TPM (Tanda Bahagian Langsung).

Mengecam kod terukir laser (suhu tinggi dan tahan haus) pada blok enjin automotif, membaca kod terukir pada bahagian penerbangan dan mengenali kod kebolehkesanan pada peranti perubatan.

Untuk kod kontras rendah pada permukaan kasar (seperti logam dan plastik), sumber cahaya khas (seperti sumber cahaya sudut rendah bulat) digunakan untuk meningkatkan kontras. Digabungkan dengan algoritma OCR pembelajaran mendalam, ketepatan pengecaman mencapai lebih 99.5% (walaupun dengan kod yang tidak lengkap).

2. Kemasukan Maklumat Produk Berkelompok

Memasukkan parameter (rintangan dan kapasiti) komponen elektronik (perintang dan kapasitor) secara automatik ke dalam sistem, dan mengiktiraf tarikh pengeluaran dan tarikh luput pada pembungkusan makanan.

Menggantikan kemasukan data manual, proses ini meningkatkan kelajuan lebih 10 kali ganda dan mengurangkan kadar ralat daripada 3% kepada 0.01%.

KAMIsaya. Aplikasi Perindustrian Khas

Dalam persekitaran yang keras seperti yang dicirikan oleh suhu tinggi, tekanan tinggi, ketoksikan dan habuk, di mana campur tangan manusia sukar, penglihatan mesin menjadi satu-satunya kaedah pemantauan yang berdaya maju.

Industri Metalurgi: Pengesanan kecacatan permukaan bilet tuangan berterusan (menggunakan gabungan kamera cahaya inframerah dan cahaya nampak dalam persekitaran suhu tinggi).

Industri Kimia: Pemantauan paras cecair dalam tangki tertutup dan pengesanan kebocoran saluran paip (menggunakan pengecaman visual gelembung yang tidak normal atau perubahan warna).

Industri Perlombongan: Pengenalpastian jenis bahan dan pengukuran aliran pada tali pinggang penghantar (menggunakan algoritma pembahagian imej untuk membezakan antara bijih dan batuan sisa).

Ringkasan: Nilai Perindustrian Penglihatan Mesin

Visi mesin, melalui gelung tertutup "persepsi-analisis-membuat keputusan," memacu evolusi pengeluaran perindustrian daripada buruh manual kepada proses automatik sepenuhnya, berketepatan tinggi dan boleh dikesan. Nilai terasnya terletak pada:

Peningkatan Kecekapan: Kelajuan pemprosesan satu langkah meningkat 10-100 kali ganda, menyesuaikan diri dengan permintaan barisan pengeluaran berkelajuan tinggi;

Jaminan Kualiti: Ketepatan pengesanan kecacatan melebihi 99%, mengurangkan kadar produk yang rosak;

Pengurangan Kos: Menggantikan 50%-80% jawatan pemeriksaan/operasi manual, menjimatkan 100,000-300,000 yuan setiap orang setahun;

Pengeluaran Fleksibel: Algoritma membolehkan pensuisan pantas bagi model pemeriksaan/penentududukan, menyesuaikan diri dengan pengeluaran kumpulan kecil yang pelbagai tinggi (cth., mengurangkan masa penukaran produk 3C dari jam ke minit).

Dengan kemajuan pembelajaran mendalam, penglihatan 3D dan teknologi pengimejan resolusi tinggi, aplikasi penglihatan mesin dalam sektor perindustrian akan terus berkembang ke arah kecerdasan, ketepatan dan kebolehgeneralisasian yang lebih besar, menjadi teknologi sokongan teras untuk Industri 4.0 dan pembuatan pintar.