引言

      憑借著可靠的、分立邏輯和簡(jiǎn)單的模擬I/O，可編程邏輯控制器（PLC）幾十年來在生產(chǎn)和自動(dòng)化行業(yè)占據(jù)著主導(dǎo)地位。盡管PLC的這些性能可以很好地滿足大部分工業(yè)應(yīng)用的要求，但是不斷發(fā)展的工業(yè)機(jī)器仍然在持續(xù)推動(dòng)著傳統(tǒng)PLC性能向更廣方向延伸。

      針對(duì)一些傳統(tǒng)測(cè)量傳感器無法檢測(cè)出的產(chǎn)品缺陷，在過去的幾年中，機(jī)器視覺已經(jīng)逐漸成為識(shí)別這類產(chǎn)品缺陷的重要工具。添加機(jī)器視覺到現(xiàn)有的工業(yè)控制和自動(dòng)化系統(tǒng)中可以幫助您監(jiān)控工業(yè)設(shè)備中的各種安全隱患以及必要的維修包養(yǎng)，實(shí)時(shí)跟蹤產(chǎn)品開發(fā)過程，幫助產(chǎn)品的質(zhì)量控制以減少廢品并確保顧客滿意度。

集成機(jī)器視覺到現(xiàn)有的系統(tǒng)

      NI視覺產(chǎn)品可以輕松地集成到可編程邏輯控制器（PLC）、可編程自動(dòng)化控制器（PAC）和人機(jī)交互接口（HMI），并且可以和市場(chǎng)上大量的相機(jī)和圖像處理標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同工作，因此，NI視覺產(chǎn)品可以選擇滿足您的應(yīng)用需求的傳感器類型、分辨率和帶寬。

圖1 NI為視覺應(yīng)用提供了多種硬件平臺(tái)和軟件工具

       為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)應(yīng)用，NI提供了一系列的硬件平臺(tái)，從堅(jiān)固可靠的智能相機(jī)，到用于集成相機(jī)并且可以獨(dú)立運(yùn)行的嵌入式系統(tǒng)，再到基于PC系統(tǒng)的高性能圖像采集卡。用戶可以通過數(shù)字I/O、模擬I/O，以及包括以太網(wǎng)協(xié)議Modbus/TCP、EtherNet/IP、TCP/IP、RS232和Modbus串口協(xié)議在內(nèi)的工業(yè)通信協(xié)議，將這些系統(tǒng)與PLC連接。

      為了增強(qiáng)硬件平臺(tái)的功能，NI提供了2種可選的軟件工具，您可以在各種NI視覺硬件設(shè)備上使用它們。用于自動(dòng)檢測(cè)的NI視覺生成器（VBAI）是一款可簡(jiǎn)單操作，并且可以獨(dú)立運(yùn)行的機(jī)器視覺軟件。NI視覺開發(fā)模塊（VDM）則是整合了圖像處理和機(jī)器視覺功能，適用于多種編程語言。您可以用VBAI來配置您的系統(tǒng)，或者使用VDM來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程。由于可以在整個(gè)NI視覺硬件產(chǎn)品平臺(tái)上使用統(tǒng)一的軟件開發(fā)包，您可以在多個(gè)應(yīng)用平臺(tái)之間輕松移植現(xiàn)有的代碼，從而減少系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間和維護(hù)成本。

案例分析：集成視覺和機(jī)器人技術(shù)的化妝品包裝生產(chǎn)線

      您可以集成視覺檢測(cè)系統(tǒng)與PLC甚至工業(yè)機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的完全自動(dòng)化，下面這個(gè)案例就是一個(gè)很好的例子。

      Vetraco公司是化妝品完整組裝和包裝生產(chǎn)線領(lǐng)域的公認(rèn)領(lǐng)先者。該公司需要一個(gè)可以將粉刷準(zhǔn)確放入粉盒的系統(tǒng)。鑒于粉刷和粉盒形狀并不是固定的，這個(gè)系統(tǒng)必須是靈活的且易于操作的。

      Vetraco聯(lián)系了ImagingLab公司。ImagingLab是一家?guī)椭O(shè)備制造商和用戶采用創(chuàng)新的機(jī)器視覺和機(jī)器人技術(shù)的意大利公司，他們采用NI視覺工具，提出了解決方案。通過檢測(cè)粉刷的產(chǎn)品缺陷來執(zhí)行產(chǎn)品質(zhì)量控制，同時(shí)，粉刷放到粉盒的速率達(dá)到每分鐘80件。在這個(gè)系統(tǒng)中將一個(gè)基于PC的、帶有IEEE1394接口的圖像采集卡的視覺系統(tǒng)集成到了刷子的送料傳送機(jī)中，同時(shí)，系統(tǒng)還集成了DENSO機(jī)械臂。將刷子加載到可編程的送料機(jī)上，震動(dòng)刷子以將其分開傳送。視覺系統(tǒng)對(duì)粉刷進(jìn)行圖像采集，確定其位置以及可將部件拾起的坐標(biāo)點(diǎn)，傳送給機(jī)器人。機(jī)器人通過視覺系統(tǒng)的引導(dǎo)，撿起并放置粉刷到相應(yīng)位置，幫助粉刷的分類和裝配任務(wù)的完成。視覺系統(tǒng)通過測(cè)量尺寸和驗(yàn)證完整性，對(duì)部件提供質(zhì)量控制。

圖2. ImagingLab和Vetraco開發(fā)的化妝品包裝生產(chǎn)線

結(jié)論

      無論是確保自動(dòng)化組件的正確裝配，還是檢測(cè)醫(yī)藥產(chǎn)品包裝的標(biāo)簽缺陷，機(jī)器視覺都起到了很大的作用。在很多自動(dòng)化領(lǐng)域，機(jī)器視覺已經(jīng)被證明是非常有價(jià)值的組成部分。