需要非常短的组装时间和高质量的制造商需要最大限度的制造设备和检查输出的视觉系统。视觉系统的一些进步使得视觉检测能够跟上高速装配系统的步伐，让制造商显著改善操作。
“整合视觉和运动的能力使我们能够解决我们过去无法解决的应用，”Matt Wicks说，at制造系统产品开发副总裁Intelligrated．例如，视觉引导卸托盘等应用程序利用先进的视觉来识别产品及其方向，从而允许机器人采摘。”
获得这些好处并非易事。将高分辨率相机与复杂的组装设备集成需要注意细节。制造商必须考虑多种技术之间的权衡。
“成功实现高速装配的机器视觉不仅仅是安装视觉组件的问题，还应该从整个系统集成的角度考虑，”David Dechow说发那科美国的物料处理部门．“最重要的三个考虑因素是组件的进步，如传感器、照明、光学和微处理器;智能相机和集成机器视觉系统;以及高速摄像头接口。”
处理器和传感器的进步
处理器和图像传感器的进步降低了视觉系统的成本和尺寸，极大地提高了它们的性能，并使系统更容易安装和使用。
“这不仅使视觉系统能够跟上日益增长的装配系统的速度，而且还使视觉系统在生产线上的扩散成为可能，并为以前不会考虑安装视觉系统的操作中的新应用打开了大门，”John Agapakis说微扫描．
相机分辨率不断提高，帮助制造商检查更复杂的产品。例如，生产大型高分辨率显示器的显示器制造商正在利用这种能力。
“显示器的像素密度一直在增长，传感器需要捕捉所有的细节，以允许系统准确地识别显示像素内的任何缺陷，以及这些缺陷位于显示像素中的位置，”公司的产品营销经理安东尼奥·奇卡雷利(Antonio Ciccarelli)说On Semiconductor的图像传感器组．
更高的相机分辨率和更快的生产速度正在推动通信链路的许多变化。在检查4K分辨率的超高清(HD)电视等复杂任务中，这是一个重要因素。
“如果我现在必须在同样的时间内检查两倍于上一代电视的像素，那么我将需要一台更快的相机，”索尼公司总裁拉什蒂•庞塞•德莱昂(Rusty Ponce de Leon)表示第一阶段技术．“如果我现在有了所需的所有速度，但不能通过管道(通信接口)获取所有信息，我就违背了更快相机的目的。所以我需要一个更大的管子。”
除了视觉链接，许多摄像机现在提供局域网连接，提供以太网变种和其他流行的现场总线网络选项，以帮助集成商加快设置。
“我们正在为主要供应商构建标准协议，例如Profibus和Profinet, EtherNet/IP，以及其他一些协议，”Rick Roszkowski说，他是该公司产品营销的高级总监Cognex．“这大大缩短了整合时间——不到一天，而不是几周。”
大量的数据链接
对高性能数据通道的需求导致创建了许多不同的链接，通过这些链接来通信所有数据。这些链接提供不同的性能参数，帮助制造商获得适合其生产需求的性能水平。
“Camera Link是最初的基于帧抓取的系统，产生高达850mbps的图像吞吐率，”Bob McCurrach说，标准开发主管自动成像协会(AIA)．“两种下一代基于帧抓取的系统在大型平板显示检测等应用中非常流行。Camera Link HS使用CX4电缆的每根电缆最高可达2,100 MBps，使用光纤电缆(SFP+连接器)的每根电缆最高可达1,200 MBps。CoaXPress通过同轴电缆运行，提供高达600mbps的速度。”
这些标准主要针对高分辨率区域相机，而其他标准则针对线扫描数码相机。基于千兆以太网技术的GigE Vision连接使线扫描摄像机的部署更加容易，这有助于降低成本并简化捕获高分辨率图像的系统。
Agapakis说:“例如，Microscan PanelScan系统使用两个GigE线扫描摄像机来创建尺寸为400 x 500毫米的印刷电路板的150 MP图像，同时还允许读取每块电路板上标记的非常小的代码或检查低至几微米的特征。”“当与多核PC连接时，每个核心都可以与其他核心并行处理图像的一部分，即使在处理如此巨大的图像时，整体检查时间也会更快。”
视觉规范也带来了所有标准的好处。标准通过减少选择的数量来帮助削减成本，并为将来更换设备提供了更大的灵活性。
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| 更好的摄像头和更快的处理器是帮助工程师将视觉系统与复杂生产系统结合起来的工具之一． |
vision at的全国产品经理吉姆·安德森(Jim Anderson)说:“标准有助于客户了解如何比较设备的性能，同时如果他们需要进行更改，他们可以放心地知道设备是兼容的。生病的．
虽然标准带来了许多好处，但大型自动化供应商并不总是准备好迅速采用它们。许多人更喜欢提供专有的规范或标准，这些规范或标准经过了调整，为他们带来了额外的好处。这也有助于他们维持自己的客户群。
罗斯科夫斯基说:“每个大型自动化公司都希望为他们创建一个专有标准。“如果一个工厂有一个供应商的主干，就很难切换到另一个平台。”
决定,决定
选择界面只是设计团队面临的众多决策之一。处理器技术和软件开发能力的进步也使视觉更适合高速生产。最重要的成本问题是另一个必须考虑的参数。
系统开发人员现在必须考虑成像技术。CCD成象器曾经在先进的制造环境中占据主导地位，但这种情况已经改变。从智能手机、平板电脑到汽车，CMOS成像仪已经足够先进，在坚固的工业相机应用中具有相当的竞争力。
“我们正在迅速转向CMOS成像仪。它们通常更便宜，速度也更快，”罗斯科夫斯基说。“从热角度看，它们的热剖面更低，这让我们可以运行更快的半导体。最初，CMOS是一种较差的成像技术，但现在差异非常小。”
系统战略家还必须权衡解决方案、成本和数据处理需求。更高分辨率的摄像头会产生更多必须分析的数据，从而提高了计算需求。在某些应用中，使用低分辨率的相机可能会更有效。
“价格合理的相机现在可以达到每秒300-500帧的速度，”庞塞·德莱昂说。“这些速度可以通过使用低分辨率相机或高分辨率相机来实现。”
相机分辨率和被扫描区域大小之间的权衡影响了相机分辨率和操作像素所需的处理能力。开发人员必须确定哪种方法能够为他们的特定应用程序提供最佳的整体性能。
“作为分辨率函数的性能只是视场大小的问题，”Dechow说。“给定一个特定的观看区域，高分辨率的相机确实会在图像中提供更多的像素，但如果视野缩小，低分辨率的相机也会有相同的性能。”
虽然硬件成本备受关注，但软件是性能和可靠性的关键因素。这里，设计团队有很多选择。程序员可以使用不同级别的编码来实现他们的目标。通常，专注于软件可以显著提高速度。
“我们正在利用德州仪器双核数字信号处理器的指令集，”Roszkowski说。“这让我们在相同的硬件平台上获得5到10倍的性能。大多数人使用高级语言，其他人使用汇编代码。我们使用机器代码。”
dsp的使用突出了计算策略的重大变化。微控制器正在从双核发展到多核，以最小的尺寸变化提供更多的性能。现场可编程门阵列(fpga)具有足够的计算能力来应对当今的挑战。图像处理设备正从游戏领域转移到生产效率更高的工业领域。
安德森说:“领先的摄像技术的gpu和fpga内置的计算能力为解决一些复杂的应用提供了更灵活的方法。”多核处理器的使用使得集成商和客户对系统周期时间有了更现实的期望。gpu的使用也降低了解决方案的总体成本。”
所有这些决定都将受到定价的影响。这些考虑必须包括特定组件的成本以外的因素。例如，更高分辨率的相机通常需要更快的处理器和更多的软件开发。
Wicks说:“更高分辨率的组件可以提供更好的精度，并产生可以/可能用于视觉算法的更详细的信息。”“这些都需要计算和金钱成本。”
展望未来，负责监控这些装配系统的管理人员将拥有另一种工具，因为越来越多的人将智能手机和平板电脑作为连接选择的一部分。这些手持设备可用于从工厂或远程站点的任何位置检查性能。一些经理甚至可以用他们的手机来调整视觉系统。
安德森说:“视觉解决方案和装配系统之间的联系在很多方面都越来越紧密，但智能手机性能的稳步提升使得系统和用户之间的联系几乎保持不变。”“在许多情况下，手机可以用作可视化工具，在某些情况下，它可以作为摄像头编程的实际界面。”
