测成本或者产品质量发展要求并不是特别需要这样的检测。比如说牙签，假设在一个装有 500 个牙签的盒子里有一两个不合格，大多数 人都不会怎么担心。但是对于很多产品，假如前面的盒子里装的不是牙签，而是针头，试想不合格品可能会带来什么样的后 果，所以产品功能性的检测都是必不可少的，即使只是外观检测，要证明内在的品质也必须要做到无缺陷。因此，为了达到 这个目的，许多 OEM 将机器视觉应用到他们将要卖给用户的系统中。机器视觉能够为总系统增值，表现在三个方面：提 高生产效率，提高制作的完整过程的精确性，减少成本。 那么，对于一个设计工程师来说，怎么样才能知道机器视觉是不是适合他的系统呢？尽管最早的最基本的机器视觉系统在 20 世纪 70 年代引入，工业就将其视为主流应用。这就导致设计工程师要考虑它是否合适他们的应用，同时要考虑利用机器 视觉检测的成本与其所能带来的利润。 高复杂度产品行业，比如说半导体行业和电子行业，由于它们的复杂性和小型化，从传统上推动着机器视觉市场的发展。 但是如今，所有产业，包括自动化、制药、造纸等等都依靠机器视觉系统检验测试产品以提升产品质量。工业专家们预言：在未 来的 20 年到 50 年，机器视觉将成为横跨所有行业的通用性技术，几乎所有出产的产品都会由机器视觉系统来检测。 使用机器视觉系统有以下五个主要原因：

  ①相机与镜头——这部分属于成像器件，通常的视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成，如果有多路相机， 可能由图像卡切换来获取图像数据，也可能由同步控制同时获取多相机通道的数据。根据应用的需要相机可能是输出标准的 单（RS-170/CCIR） 、复合信号（Y/C） 、RGB 信号，也可能是非标准的逐行扫描信号、线扫描信号、高分辨率信号等。 ②光源——作为辅助成像器件，对成像质量的好坏往往能起到至关重要的作用，各种形状的 LED 灯、高频荧光灯、光纤 卤素灯等都容易得到。 ③传感器——通常以光纤开关、接近开关等的形式出现，用以判断被测对象的位置和状态，告知图像传感器进行正确的 采集。 ④图像采集卡——通常以插入卡的形式安装在 PC 中，图像采集卡的主要工作是把相机输出的图像输送给电脑主机。它 将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流，同时它能控制相机的一些参数，比如触发信号，曝光/积分时 间，快门速度等。图像采集卡通常有不同的硬件结构以针对不一样类型的相机，同时也有不同的总线形式，比如 PCI、PCI64、 Compact PCI，PC104，ISA 等。 ⑤PC 平台——电脑是一个 PC 式视觉系统的核心，在这里完成图像数据的处理和绝大部分的控制逻辑，对于检测类型的 应用，通常都需要较高频率的 CPU，这样做才能够减少处理的时间。同时，为减少工业现场电磁、振动、灰尘、温度等的干扰， 一定要选择工业级的电脑。 ⑥视觉处理软件——机器视觉软件用来完成输入的图像数据的处理，然后通过一定的运算得出结果，这个输出的结果可 能是 PASS/FAIL 信号、坐标位置、字符串等。常见的机器视觉软件以 C/C图像库，ActiveX 控件，图形式编程环境等形式 出现，可以是专用功能的（比如仅仅用于 LCD 检测，BGA 检测，模版对准等） ，也可以是通用目的的（包括定位、测量、条 码/字符识别、斑点检测等） 。 ⑦控制单元（包含 I/O、运动控制、电平转化单元等）——一旦视觉软件完成图像分析（除非仅用于监控） ，紧接着需要 和外部单元进行通信以完成对生产的全部过程的控制。简单的控制可以直接利用部分图像采集卡自带的 I/O，相对复杂的逻辑/运动 控制则必须依靠附加可编程逻辑控制单元/运动控制卡来实现必要的动作。 在实际的应用中针对不一样的场合可能会出现不同的增加或裁减。 上述的 7 个部分是一个基于 PC 式的视觉系统的基本组成， 对各组成部分的原理和使用，可以借鉴有关技术文档。

  成本 ——由于机器比人快，一台自动检验测试机器能够承担好几个人的任务。而且机器不需要停顿、不会生病、能够连续工作，

  所以能够极大的提高生产效率。 一旦工程师决定使用机器视觉系统，就要建立这个系统。其中要素包括：照明光源、工件放置（夹具） 、相机、位置传 感器、控制逻辑、以及图像采集卡，图像处理软件、技术上的支持。由于大多数厂商在这样的领域都无经验，机会来了。所以， 寻找一个既了解核心技术又能为其提供系统所需产品的供应商就成为核心问题。 典型的基于PC的视觉系统通常由如下图所示的几部分组成：

  VD200 机器人视觉控制器介绍 视觉龙科技代理美国 Adept 和韩国 Dasa 机器人多年，开发了多套独立视觉控制配合机器 人的系统，现已根据常见的机器人应用，推出面向应用简单开发的通用视觉技术的视觉模块， 控制器不光具备良好的性能，同时拥有非常良好的扩展性，在知道机器人的通讯协议或控制方式的 前提下，能够适用于控制其它品牌的机器人。

  人类所摄取的外界信息 80%以上都靠“人眼”来实现的，在如今的各种工业生产线、交通监管、身份识别应用领域都需要人眼 的大量参与，要把人眼从密集强度、超出人眼分辨能力及威胁视觉环境中解放出来，就需要利用机器视觉技术。机器视觉 就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品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，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。因此，机器视觉是一门集合计算机、光学、机械、电气以及数学等多学科交织 型学科，学好它需要有很强的理论基础，同时也需要有很强的实际应用能力。 由于机器视觉系统能快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现 代自动化生产的全部过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉系统的特点是提高 生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足规定的要求的场合，常用机器视觉来替代 人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测的新方法可以大大提高 生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。 半导体行业是最先利用机器视觉技术进行仔细的检测的行业，别的行业也随之而来。作为生产机械的 OEM 的设计工程师，最 基本的问题就是：“我是要检测这个部件还是整个这样的产品”。检测能够获得高质量的产品，但是也会有这样的事实存在：检

  工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制管理系统、能改变工作程序和编程的多用途自动操 作装置。工业机器人在工业生产里能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在 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上，以及在原子能工业等部门中，完成 对身体有害物料的搬运或工艺操作。工业机器人由主体、驱动系统和控制管理系统三个基本部分所组成。主体即机座和执行机构， 包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行路机构。大多数工业机器人有 3～6 个运动自由度，其中腕部通常有 1～3 个运动 自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；圆柱坐标型工业机器人示意图控制管理系统是按 照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并来控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂 部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的 臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点 到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适 用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是以穿孔卡、穿 孔带或磁带等信息载体，输入已编好的程序。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)， 将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要 求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控 制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机 器人称为示教再现型工业机器人。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功 能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境， 并自动完成更复杂的工作。

  适合于高校或研究所进行机器人运动控制及机器视 觉相关应用的示教及二次应用开发

  设备概述 本平台适用于编程位置或者视觉引导机器人进行搬运、 装配或轨迹运动的示教或进行类似 应用的二次开发。本平台设计目的是不仅满足于教学过程的示教，能够独立完成视觉及运动过 程的全部循环（该系统代表了该行业目前最新的技术水平，该系统采用了美国 Adept 公司的 六轴机械手 Viper S650 和视觉龙科技开发的 VD200 机器人视觉控制模块）;同时，能快速 有效的进行科研和项目开发（提供机械手的控制系统软件和机器视觉软件的开发平台，并提供大 量应用案例源代码，可以帮助客户快速的进行项目开发和科研成果的横向比较） 。 本平台采用震动盘（可以更换其它送料器）传送到皮带线上，接着通过视觉系统对传送带 送来的各种物料进行识别和定位（能够使用传送带跟踪技术进行运动过程中抓取） ，将结果反 馈给机械手进行抓取。 然后对根据视觉定位物品的姿态对机械手做调整放置如事先设计的同 形状的镂空隔板中，通过传送带再进物品送回送料器之中。 设备配置： Adept 高速六轴机械手； Adept Smart Controller； 视觉龙 VD200 机器人视觉控制模块； 工业相机、工业镜头、LED 光源、光源控制器等组成的视觉系统； 电机、驱动器等电控系统（带传送带跟踪功能包含编码器和读数卡） ； 压缩机、真空发生器、精密气动吸盘或夹具、全方通焊接稳定机台、板金机身等机械 系统； PC 机：优于双核 2.7G CPU，2G 内存，320G 硬盘，19”LCD 显示器等； Windows XP 运行环境； 设备参数： 轴数或自由度 重复精度 最大负载 机器人部分 工作半径 抓取方式 最大移动速度 6轴 ±0.02mm 5kg 653mm 吸盘或手爪 8.2m/s

  精确性——由于人眼有物理条件的限制，在精确性上机器有明显的优点。即使人眼依靠放大镜或显微镜来检验测试产品，机器仍

  重复性——机器可以以相同的方法一次一次的完成检测工作而不会感到疲倦。与此相反，人眼每次检验测试产品时都会有细微的

  速度 ——机器能够更快的检测产品。特别是当检测高速运动的物体时，比如说生产线上，机器可提升生产效率。 客观性——人眼检测还有一个致命的缺陷，就是情绪带来的主观性，检测结果会随工人心情的好坏产生一些变化，而机器没有喜