IBM認(rèn)知視覺檢測技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用

寫在前面
隨著企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)量的擴(kuò)大，采用機(jī)器視覺系統(tǒng)替代人來完成產(chǎn)質(zhì)量檢測工作具備極大的應(yīng)用優(yōu)勢。在此背景下，IBM針對企業(yè)的這一應(yīng)用需求推出了一系列面向不同行業(yè)應(yīng)用的認(rèn)知視覺檢測技術(shù)解決方案。

相對于人工質(zhì)檢來說，機(jī)器視覺檢測能夠更加精準(zhǔn)的把關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，同時還可以24小時不間斷的工作，甚至可以在各種不適合人類工作的惡劣生產(chǎn)環(huán)境下實現(xiàn)高速在線檢測，檢測的準(zhǔn)確度可以接近100%。因此，隨著企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)量的擴(kuò)大，采用機(jī)器視覺系統(tǒng)替代人來完成產(chǎn)質(zhì)量檢測工作具備極大的應(yīng)用優(yōu)勢。在此背景下，IBM針對企業(yè)的這一應(yīng)用需求推出了一系列面向不同行業(yè)應(yīng)用的認(rèn)知視覺檢測技術(shù)解決方案。

面向電子制造行業(yè)

近年來，由于電子組裝的小型化，產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求更高，產(chǎn)量卻不斷增加，使得在電路板裝配和電子產(chǎn)品組裝過程中僅僅依靠人眼進(jìn)行檢測操作已經(jīng)不能保證生產(chǎn)線的質(zhì)量和效率，機(jī)器視覺技術(shù)正在代替人進(jìn)行全自動的產(chǎn)品檢測、工藝驗證，甚至實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的自動控制。

在電子制造業(yè)，為保證電子產(chǎn)品組裝生產(chǎn)線裝配出的產(chǎn)品質(zhì)量，檢測和監(jiān)控幾乎分布在生產(chǎn)線的每一個工序中。如果向電子制造的上游看，在晶圓制造、器件封裝、甚至電子連接器等零配件產(chǎn)品的生產(chǎn)中，也都大量使用了視覺檢測技術(shù)進(jìn)行測量、檢測和控制。

IBM認(rèn)知視覺檢測技術(shù)的優(yōu)勢是顯而易見的。與人眼相比，機(jī)器不僅不會疲勞，具有人所不具有的一致性和重復(fù)性，而且IBM認(rèn)知視覺檢測技術(shù)能夠通過高精度的攝像頭放大產(chǎn)品表面細(xì)節(jié)，在細(xì)微層面進(jìn)行拍照和分析，能檢測人眼不能發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，如PCB板缺陷、手機(jī)部件缺陷、液晶缺陷、晶片缺陷、光學(xué)鏡片缺陷等。

面向汽車制造行業(yè)

隨著汽車行業(yè)自動化水平的不斷提高，一些傳統(tǒng)的檢測方式已不能適應(yīng)高節(jié)拍、柔性化的生產(chǎn)需求，具有實時監(jiān)控功能的機(jī)器視覺在線檢測技術(shù)逐漸在主流生產(chǎn)廠家得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。



在自動化汽車生產(chǎn)線中，視覺系統(tǒng)必要時需要同機(jī)器人匹配應(yīng)用，并與生產(chǎn)線的PLC控制系統(tǒng)建立聯(lián)接，以實現(xiàn)測量、檢測、定位和識別的功能。視覺檢測系統(tǒng)具有如下特點：采用非接觸式檢測方式，提高了響應(yīng)速度，對生產(chǎn)線影響??；具有長時間的穩(wěn)定、可靠地重復(fù)工作的性能，適用于汽車連續(xù)化的流水線作業(yè)；適合在安全風(fēng)險高、人機(jī)工程惡劣和環(huán)境差的區(qū)域工作。

目前，IBM認(rèn)知視覺檢測技術(shù)已經(jīng)在汽車行業(yè)得到了應(yīng)用實踐，幫助領(lǐng)先的汽車工廠實現(xiàn)對汽車零部件、焊接、噴漆等工藝過程的高精度檢測。IBM認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)可以根據(jù)車型的3D數(shù)據(jù)制定出機(jī)器人手臂的行動路徑，配合矩陣式工業(yè)相機(jī)和輔助光源，完成全車360度高清尺寸的拍照，然后實時數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過部署在產(chǎn)線邊的缺陷識別系統(tǒng)對所拍攝的照片進(jìn)行實時分析，識別出照片中缺陷位置和缺陷類型。

此外，在汽車零部件檢測中，IBM認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)可以對汽車棘爪、鉸鏈、托架、條形銷等進(jìn)行檢測。在汽車棘爪缺陷識別應(yīng)用方面，可以實現(xiàn)平整度、長度、厚度和高度的檢測，而且準(zhǔn)確率大大的提高，提升了企業(yè)的產(chǎn)品的合格率。

面向裝備制造行業(yè)

在航空航天、重工船舶、工程機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人等裝備制造行業(yè)，由于設(shè)備體量較大，零部件較多，設(shè)備都處于長時間高負(fù)荷運行狀態(tài)，任何由質(zhì)量問題導(dǎo)致的事故都會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷害。因此，企業(yè)在關(guān)鍵零部件生產(chǎn)過程中對質(zhì)量檢測的要求都非常高。

隨著智能制造的推進(jìn)，裝備制造業(yè)作為產(chǎn)業(yè)中最具競爭力的行業(yè)正在引領(lǐng)整個制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。裝備制造企業(yè)中以往采用人工檢測和機(jī)器視覺結(jié)合為主的方式正在被更為高效和智能的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)替代。IBM認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)能在充分滿足裝備制造業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量檢測高標(biāo)準(zhǔn)和高要求的基礎(chǔ)上，還賦予了質(zhì)量檢測系統(tǒng)更高的智能。IBM認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)能實現(xiàn)自主化的缺陷標(biāo)記和反饋，不斷優(yōu)化質(zhì)量檢測分析模型，提高質(zhì)檢過程的效率和產(chǎn)品合格率。

面向精密儀器行業(yè)

機(jī)器視覺以其檢測精度和速度高并且有效的避免人工檢測帶來的主觀性和個體差異的優(yōu)勢受到了企業(yè)的廣泛關(guān)注。在精密制造行業(yè)，已經(jīng)被應(yīng)用于對精密加工零件表面劃痕、凹陷進(jìn)行檢測，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)以及降低成本的理想選擇。

精密零部件對零件表面的質(zhì)量要求都比普通零件要高，更加光滑的零件表面能提升精密儀器的耐磨性和腐蝕性以及抗疲勞能力。對于精密零部件的檢測，一般是由人員用手通過放大鏡來觀察零件表面，以此來判斷零部件表面的粗糙程度。由于這一過程人員的主觀性比較強(qiáng)，很容易造成較大的誤差?，F(xiàn)在普遍采用的是非接觸型檢測，即用光電信號進(jìn)行檢測，物體表面所反映出來的就是圖像特征，通過對圖像特征的提取來進(jìn)行分析和判斷，這就是通常說的機(jī)器視覺檢測。但由于有非常高精度檢測要求的行業(yè)，如醫(yī)療器械、精密檢測儀器等精密制造領(lǐng)域，很多非常細(xì)微的細(xì)節(jié)無法通過檢測出來，也會導(dǎo)致檢測結(jié)果的不準(zhǔn)確。

針對高精密檢測要求的行業(yè)，IBM認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)通過高精度的工業(yè)相機(jī)和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能分析技術(shù)，通過不斷放大零部件表面特征，給零部件表面的細(xì)節(jié)進(jìn)行拍照，通過實時的數(shù)據(jù)分析能力來檢測任何傳統(tǒng)檢測手段無法發(fā)現(xiàn)的缺陷。