机器视觉产业结构主要包括上游原材料零部件、中游装备制造以及下游终端应用行业。以下是具体组成部分的详细说明:
1. 上游原材料零部件
光源及光源控制器:光源用于照亮被摄物体,提高图像对比度。常见的光源包括LED光源。光源控制器则用于调节光源的亮度和频率。
镜头:镜头相当于人眼的晶状体,用于采集和传递被摄物体的信息。工业镜头对精度和稳定性有较高要求。
相机:相机是图像采集单元,将光信号转换为电信号。工业相机分为CMOS和CCD两种类型。
视觉控制系统:包括视觉处理分析软件和视觉控制器硬件,用于对图像进行处理和分析。
2. 中游装备制造
部件制造:包括光源、镜头、相机等硬件的制造。
成套系统集成:将各个部件集成到一个完整的机器视觉系统中,提供整体解决方案。国内厂商在集成端发展迅速,尤其在3C等非标自动化领域。
3. 下游终端应用行业
汽车:用于汽车零配件尺寸检查、装配完整性检查等。
3C电子:用于电子元件的快速定位、管脚数目的检查、IC表面字符的辨识等。
半导体:用于芯片制造过程中的检测和测量。
食品饮料:用于生产日期的辨识、标签贴放位置的检查等。
制药:用于胶囊壁厚和外观缺陷的检查。
包装:用于包装质量的检测。
医疗:用于医学影像的处理和分析。
物流:用于货物的识别和跟踪。
光伏:用于太阳能电池板的检测。
印刷:用于印刷质量的检查。
玻璃:用于玻璃制品的质量检测。
金属:用于金属制品的表面缺陷检测。
木材:用于木材的质量检测。
机器视觉的工作过程
工件检测:通过工件检测器检测物体是否接近或运动到摄像机视野的中心,如果是,向图像采集卡发送触发脉冲信号。
图像采集:图像采集卡按照预设程序和延时,分别向摄像机或照明设备发出启动脉冲。
摄像机扫描:摄像机停止当前扫描,重新开始新的一帧扫描。
曝光:如果采用曝光策略,打开曝光结构,曝光时间根据实际需要设定。
照明:如果采用曝光策略,用另一个启动脉冲打开照明设备,保持启动时间与摄像机曝光时间匹配。
图像扫描和输出:摄像机曝光后,正式开始一帧图像的扫描和输出。
信号转换:如果摄像机输出的是模拟信号,图像采集卡将其进行A/D转换,数字化信号则直接传输。
图像处理:图像采集卡将图像信号送到缓冲器、处理器或计算机的内存中,进行处理和分析。
结果输出:处理器或计算机对图像进行处理、分析、识别,输出测量结果或逻辑控制量,控制其他装置完成相关动作。
机器视觉的优势
自动化:减少人工干预,提高生产效率。
客观性:避免人为因素的影响,提高检测的准确性。
非接触:无需物理接触,适用于精密和易损物品的检测。
高精度:图像处理和分析的精度远高于人眼。
高可靠性:在工业现场环境下具有较高的可靠性。
发展趋势
国产化率提升:随着技术的发展,国内机器视觉产品的国产化率逐渐提高。
多行业应用:从单一客户向多客户渗透,应用范围不断扩大。
技术创新:前瞻性布局3D、机器学习等创新性技术,推动行业发展。
通过以上分析,可以看出机器视觉产业结构涵盖了从原材料到最终应用的各个环节,形成了一个完整的产业链,为现代工业自动化生产提供了强大的技术支持。