机器视觉系统：工作原理与行业应用详解

机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)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;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。

机器视觉系统被应用于各行业的生产制造中， 涉及五金件、手机、3C电子、汽车零部件、医疗器械、芯片半导体、新能源行业, 以及智能自动化、物流等领域，极大地提高了产品质量、降低生产成本，最终提升人类对工业产品实质需求。

五金件

五金件在生产过程中，不可避免地会产生一些外观缺陷问题，比如缺料、裂纹、毛刺、划痕、碰伤等，这些或大或小的瑕疵有时候不仅仅影响外形美观，还可能影响到整个设备的正常性能和安全运行。

工厂通过采用基于机器视觉检测技术的五金件检测筛选机，对工件的各种外观缺陷进行全方位的检测，剔除不良品，能够避免人工检测的误判和漏检，系统还会对所有检测结果进行统计，记录五金件数量和不合格五金件数量，便于对产品质量进行实时监测，利于后期的管理和追溯，提高生产效率和产品质量。

手机

随着手机行业竞争的激烈，更高品质产品，以及更高效、更低成本的加工制造技术的产生成为企业与时俱进的必然选择。因此，引入机器视觉技术势必成为广大设备商和制造企业降低成本的关键举措。目前各知名手机生产厂商对于品质的要求越来越高，在手机多个零部件（如摄像头，触摸屏，闪光灯，卡托，前后框等），检测误差要求在0.05mm以内。机器视觉技术是非接触的高精度传感技术，通过与机电设备的完美结合，能够实现高效的生产和高效质量控制的能力。

汽车零部件

机器视觉作为目前新兴科技之一已经被广泛的应用于汽车生产制造的各个环节，随着机器视觉技术的不断发展和日臻完善，工业机器人必将对汽车制造业的发展起到极大的促进作用。目前机器视觉在汽车行业中有以下方面的应用，例如汽车总装和零部件检测的外观检测，缺陷检测，功能检测以及OCR字符识别等， 可以说都已经走在了自动化技术的前沿了，可大大提高工作效率，保证工作质量。

医疗器械

近年来层出不穷的医疗安全问题刺激着我们的神经，医药领域的质量检测值得我们高度重视。 传统的人工检视在我国制药企业药品检测的运用仍尤为广泛，但一些客观的无法规避的弊端逐渐显现，如劳动强度大、易疲劳、效率低、精度不高，误检和漏检的现象时常发生等，那么检测精度更高、效率更好的机器视觉技术无疑会成为今后医药企业发展的必然选择。

机器视觉技术的优势使其在医药行业具有广泛适用性，加上国家对药品安全的高度重视，为其迎来广泛的市场空间。对液体制剂的灌装液位检测，瓶体内杂质及封盖质量检测，对泡罩药品的缺粒检测，对医药产品的外包装字符OCR识别等等，无疑更是对检测精度、检测速度、检测质量提出更为严格的要求。

芯片半导体

半导体技术是现代信息产业的根基，也是机器视觉技术最早的发源地。上世纪90年代，欧美半导体企业在半导体行业中应用图像技术，使其后来逐步发展成为今天的机器视觉技术，并成为半导体工艺不可或缺的关键技术。同时半导体产业规模庞大，行业摩尔效应对行业工艺不断提出挑战，也对其生产设备中的机器视觉技术的要求不断提升。

新能源太阳能

太阳能作为最有价值的未来绿色能源之一，是国家重点发展的行业领域，短期相对的产能过剩对太阳能电池生产设备提出更高的要求，从硅锭、硅片纯度、到加工镀膜过程的质量控制，都会影响最后太阳能电池片的光电转换效率，高质量产线能够降低废品率、从而降低生产能耗与太阳能电池片产出比，使太阳能成为真正的清洁能源，在太阳能电池片生产过程中，通过运用机器视觉定位、测量、检测等技术，可大大提高成品率，降低生产成本。

机器人与工厂自动化

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，在工业生产中替代人工执行单调、频繁、长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序，是现代工厂的自动化水平的重要标志。机器人与机器视觉技术结合，能完成更精准的组装、焊接、处理、搬运等工作。

物流

在物流分拣作业中，融合机器视觉技术的机器人通过磁条引导、激光引导、超高频RFID引导、机器视觉识别技术，可以按照商品的品种、材质、重量以及发往的地点进行快速的分类，找寻路径，实现装卸、搬运等无人化操作，将货物送到指定的货架上或出货站台处，极大地缩短快递发货周期，提高服务水平。

机器视觉在仓储中通过对条码和字符码的识别和跟踪，能够形成原材料器件、产成品、包装箱之间的一一对应，使现代生产具备可管理、可追溯性。对于工业品的生产工艺管理和器件追溯，对于食品饮料防串货和安全追溯，汽车行业的零部件追溯有着非常重要的应用意义。

随着经济全球化的发展，各行各业的竞争渐趋激烈，要想在制造业领域脱颖而出，各大厂商必须不断优化升级，在技术、产品方面寻求创新。人工智能新品“机器视觉”则是助力制造业实现“智能化”转型的好帮手。中国目前正面临着制造业转型升级，需要投入大量工业机器人等自动化设备，作为工业机器人的核心关键技术，机器视觉必然迎来光明的未来。