检查能力正在提高

肯德尔-杰克逊酒厂每年要包装超过300万箱葡萄酒，所以给生产线上的葡萄酒贴上标签是一个很大的挑战。雪上加霜的是，瓶子从标签阶段随机出现在一个位置。加州富尔顿的酿酒厂用机器视觉解决了这个问题，这有助于提高瓶子检查的效率。这在加州葡萄酒之乡是一个日益增长的趋势，它的葡萄酒产量仅次于法国、意大利和西班牙，每年超过5亿加仑。

在伊利诺伊州奥罗拉市(Aurora) CIVision LLC的帮助下，肯德尔-杰克逊公司(Kendall-Jackson)解决了标签问题。它的360全景检查系统会在标签被贴在瓶子上后进行检查。当瓶子离开标签空间时，四个摄像头同时检查瓶子。随着价格的下降和复杂性的提高，该应用程序突出了在视觉上发生的许多变化。照明仍然是一个关键问题——civision采用了8个荧光灯管，为4台Basler GigE Scout相机提供足够的照明。这些摄像头的GigE术语，即千兆以太网，突出了网络技术，使多摄像头系统更容易以非常高的速度运行。

该系统是个人计算机（PC），尽管许多公司采用智能摄像机，所以处理器的处理器，因此它们不需要PC来分析图像并决定部件是否通过或失败。这些较低昂贵的智能相机系统使较小的公司能够采用Vision - 这是帮助驱动机器视觉稳健收入。分析师公司Frost＆Sullivan预测视觉检验市场将从2006年的23亿美元增加到2013年的370亿美元。

无论使用哪种视觉技术，供应商和集成商都说有许多益处。“为了保证零缺陷，您需要检查。您需要视觉系统来告诉您系统校准。如果你等到你意识到你的规格，它为时已晚，“Averna Vision＆Robotics Inc.的副总裁Charles Magnan说，蒙特利尔集成商和设备设计师。

其他人指出，视觉系统的成本与运输缺陷产品的潜在成本相比。“安全性和可追溯性变得巨大。如果产品导致问题，如因污染的耗材或由于电路板的污染耗材或喷气工具而下降，因此销售和营销副总裁Kevin M. Malliet，销售和营销销售和营销损失公司，新柏林，WIS。“愿景系统就像保险单，以帮助预防措施。”

快速相机

决定一个系统的速度和性能的相机几乎和根据相机输入做出决定的电子控制一样发展迅速。其中一些相机结合了这两个方面，把智能放在相机里。传统相机供应商和系统公司都在提供这种智能相机，比如位于德克萨斯州奥斯汀市的自动化供应商美国国家仪器公司(National Instruments)。

与传统的基于pc的硬件相比，这些集成系统通常提供更低的价格和更简单的安装。安装人员不需要为控制器和它们的电缆寻找空间。一些集成商说，这些集成摄像头的性能比许多基于pc的产品更好。“有些高速工作没有时间把数据发送到电脑上再返回。如果你以每秒50秒的速度查看某件东西，那么你对每件东西做出反应的时间并不多。没有智能传感器，这是不可行的，”马南说。有了智能相机，分析和决策就不需要在电脑上来回传输数据的延迟时间。

但是，他指出，这些空间受限包的能力有一个限制。它们没有内存或外围板，让基于PC的系统执行更复杂的图像分析。“试图在智能传感器上运行复杂的算法将慢下来，”Magnan说。

对于往往与更高速度制造的更复杂的任务，大多数用户将转向传统的包装。“该行业已经走向智能相机，但他们只提供了如此多的处理能力。我们使用基于PC的系统可以以速度为基础的速度运行算法，“Faber Associates，Clifton，N.J.，System Integrators的工程经理Greg Raciti说。

这些强大的控制器可以链接到最新一代相机，它比他们的前辈更快地运行。

达尔萨的最新相机以惊人的速度运行，每秒160帧。我们最初的系统以每秒30帧的速度运行，直到最近，它们以每秒60帧的速度运行，包含640 x 480张图像。”

这些进步在很大程度上推动了作为数码相机的基础的成像芯片的进步。半导体过程的继续演变和商业摄像机芯片中的投资在视觉系统中推动了显着进展。

柯达图像传感器集团的产品经理Michael DeLuca说:“我们刚刚推出了一种结构，它提供了与单色图像传感器相同的光敏度。”他补充说，该技术可将对光的灵敏度提高2到4倍，可用于CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)成像。

虽然CCD现在占主导地位愿景应用，但Deluca指出，两种技术之间的间隙缩小。“我们正在生产具有多个输出的CMOS成像仪，每秒120到240帧，以及与CCD相关的高质量。这比以前的模特好两个。我们通过在并行和设计传感器中读取传感器的数据来实现这一点，因此它们可以更快地阅读，“他补充道。

专注于照明

对任何实现视觉的公司来说，最大的挑战之一是照亮被扫描的物体。“90%的挑战与照明有关。你几乎可以测量任何你能看到的东西，”Malliet说。
这通常是因为标签和部件移动非常快，或者有难以拍摄的表面。“照明永远都是一种魔法。当你检查反射表面并试图看到细节时，你需要强光来发现缺陷，”Magnan说。机器视觉行业已经从LED(发光二极管)革命中受益，这一革命在白色LED问世后就开始了。led足够小，可以放置在靠近相机或被成像场景的区域。他们现在有足够的输出光场景只需几个led。

更换led灯泡也很少见，因为它们的使用寿命为5万小时或更长。led灯和传统灯的使用寿命都可以通过使用频闪灯控制来延长，而频闪灯控制也在迅速发展。“随着led和频闪灯控制器的发展，照明问题变得越来越少。有了频闪灯，你可以在短时间内输出三倍多的光，而不用担心设备烧坏。

视觉供应商和集成商正在通过设计更简单的系统来响应定制制造的趋势。这是为了响应制造商适应不断变化的要求，即时截止日期和其他更改的常量变化。大多数公司不再产生长期运行，没有任何变化。即使公司制造相同的产品，它们也会经常为通用版本和其他品牌交换标签。“包装线有很多变化，它们不像跨越相同的涡轮叶片的线，”莫坦说。

这些更改也发生在电子等领域。在那里，一种不同类型的包装 - 保持硅芯片的外壳 - 通常随着芯片制造商生产用于不同应用的设备，有时在一小时内处理三种不同类型的包装。此字段中的视觉系统必须快速检查零件，然后提供拒绝失败的原因。

“在半导体检测中，工具变得越来越复杂。人们想要能够提供很多细节的检查工具，这样他们就可以知道为什么一个零件不好，从而可以改变他们的流程和处理方式，”Malliet说。“我们永远不知道我们将检查哪些部件，但我们知道操作员不想改变他们的检查机器。”
视觉系统还必须适应生产线，特别是在许多工厂，这种检测技术被添加到现有生产线。

在肯德尔-杰克逊，将摄像机安装到现有设备上是必要的。CIVision营销总监斯科特•斯通(Scott Stone)表示:“构建一个遵循现有流程的系统意味着我们可以使用现有的输送机和设备。”

不幸的是，对于集成商来说，在现有的产品线中添加愿景通常并不比在新安装中添加愿景简单。这是因为许多制造业高管担心生产，把检查留到生产线设计完成后。“很多人直到台词写晚了才想到视觉。通常，如果他们早点打电话来，我们可以在洞里放一个摄像头。到了很晚的时候，你就得重新设计一些东西，把相机装进去。”

很多观点

随着相机成本下降和生产线速度上升，越来越多的最终用户正在选择具有多个摄像机的视觉系统。在肯德尔 - 杰克逊设施中，四个摄像机采用不同的图像，系统将它们拼凑在一起，以检查整个标签。

这需要的不仅仅是简单的处理能力。连接这些摄像机和主机PC的网络必须以足够快的速度传输大的视频文件，以便让控制器有足够的时间在有问题的部件进入生产线之前做出决定。最新版本的以太网具有从多个摄像头传输图像所需的带宽。

“使用Gbit以太网，您不受您可以链接到主机的相机数量的限制。你是通过处理能力的限制。随着快速处理器，您可以抛出六个摄像头，而不是挑战，“Raciti说。他指出，现在可以异步触发相机，而不是立即触发它们，使得更容易获得不同的视图。

他预测，这一标准将取代替代网络。“从成本和速度的角度来看，Gbit以太网是可行的。火线奏效了，但它被夸大了。传输速率以太网是未来的趋势。这将通过扩展以太网的覆盖范围(许多工厂都在使用)来降低维护成本，并简化不再需要了解多种网络方案的技术人员的维护。

快速网络还使其更简单地连接显示运营商深入了解操作的显示。早期的视觉系统经常避免显示，但随着Compact LCD的成本下降，更多的用户希望看到图像，许多集成商都说。

有关更多信息，请搜索关键字“机器视觉”www.myenum.com.。