3D 機(jī)器視覺(jué)如何改善制造和運(yùn)營(yíng)中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和性能

什么是機(jī)器視覺(jué)？

二維機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)改變了自動(dòng)化制造，將優(yōu)雅的軟件算法應(yīng)用于批量生產(chǎn)零件的生產(chǎn)、檢查和控制。該技術(shù)使用成像來(lái)構(gòu)建零件的 360 度整體視圖，并在過(guò)程中考慮制造零件的所有因素。軟件和先進(jìn)工業(yè)設(shè)備的集成推動(dòng)了機(jī)器和制造部件之間的物理人機(jī)接觸。

機(jī)器視覺(jué)最有利于重復(fù)、高產(chǎn)量的生產(chǎn)運(yùn)行，為操作員提供增強(qiáng)的可見(jiàn)性，以提高生產(chǎn)質(zhì)量、速度和成本。2D 機(jī)器視覺(jué)通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)品特征的位置來(lái)提供增強(qiáng)的檢測(cè)，從而提高質(zhì)量保證的缺陷率。它通過(guò)快速進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)并啟用預(yù)編程轉(zhuǎn)換以批量生產(chǎn)一系列生產(chǎn)步驟來(lái)提高生產(chǎn)率和靈活性，類(lèi)似于計(jì)算機(jī)編程中的子程序。最后，2D 機(jī)器視覺(jué)通過(guò)這些質(zhì)量和速度的改進(jìn)降低了成本。改進(jìn)的可編程性?xún)?yōu)化了機(jī)器性能并減少了運(yùn)行機(jī)器所需的人力資產(chǎn)。更好的質(zhì)量還可以轉(zhuǎn)化為更低的廢料，從而立即降低成本。

憑借其所有顛覆性?xún)?yōu)勢(shì)，2D 機(jī)器學(xué)習(xí)帶來(lái)了一些絕佳的改進(jìn)機(jī)會(huì)。機(jī)器使用光創(chuàng)建目標(biāo)圖像。因此，這種方法容易受到光照條件變化的影響，例如一天中不同時(shí)間的陰影、陰影，從而影響圖像的清晰度。因?yàn)樗瞧矫娴?，二維方法主要適用于二進(jìn)制評(píng)估，例如是否存在特征或是否存在缺陷。

這些挑戰(zhàn)催生了對(duì)更進(jìn)一步改進(jìn)的成像解決方案的需求：3D。概念很簡(jiǎn)單，增加二維圖像的深度需要對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行重大升級(jí)。在這里，我們將概述三維如何擴(kuò)展 2D 機(jī)器視覺(jué)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和過(guò)程性能增益，使過(guò)程更接近理想狀態(tài)：零缺陷、準(zhǔn)時(shí)制、最低成本。

3D 機(jī)器視覺(jué)在動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面的優(yōu)勢(shì)

合并第三維所增加的復(fù)雜性以指數(shù)方式增加了處理器上的計(jì)算負(fù)載。為了解決這個(gè)問(wèn)題，軟件供應(yīng)商改進(jìn)了他們的基礎(chǔ)設(shè)施、彈性和按需計(jì)算支持。與此同時(shí)，5G 的擴(kuò)展有助于緩解處理限制。很容易看出為什么添加三維會(huì)以增加處理為代價(jià)改進(jìn)成像方法，因?yàn)楦嗟臄?shù)據(jù)需要更長(zhǎng)的處理時(shí)間。但是捕捉特征三維視圖的傳感器使軟件能夠通過(guò)圖像中的缺陷進(jìn)行插值，以使用特征在其他兩個(gè)維度中的位置創(chuàng)建準(zhǔn)確的圖片。成像過(guò)程的彈性隨著更詳細(xì)的視圖而增加，從而減少機(jī)器的響應(yīng)時(shí)間。

軟件和算法收集和分析數(shù)據(jù)，無(wú)需人工干預(yù)即可加速對(duì)故障的響應(yīng)。該過(guò)程消除了人為錯(cuò)誤的重要來(lái)源，并通過(guò)更準(zhǔn)確的圖片減少了信號(hào)和響應(yīng)之間的時(shí)間。減少響應(yīng)時(shí)間使流程更接近準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)的理想狀態(tài)支柱。

3D 機(jī)器視覺(jué)對(duì)系統(tǒng)性能的優(yōu)勢(shì)

3D 機(jī)器視覺(jué)可以更快、更準(zhǔn)確地查看相關(guān)特征。此優(yōu)勢(shì)通過(guò)查找和解決質(zhì)量故障來(lái)提高性能。該視圖允許工程師定義或預(yù)編程用于評(píng)估零件完整性問(wèn)題嚴(yán)重性的程序。他們可以?xún)?yōu)化機(jī)器以查看已知的錯(cuò)誤來(lái)源，以提高操作效率，降低零件成本。

添加深度尺寸可以提高測(cè)量和切割的準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的工藝制造公差。實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的、嚴(yán)格的公差可以提高制造的自動(dòng)化程度，從而降低單件生產(chǎn)成本。

3D 機(jī)器視覺(jué)可以將成品零件與其計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 模型進(jìn)行比較，以提高質(zhì)量。工程師可以開(kāi)發(fā)一個(gè)檢查序列來(lái)檢查由工程圖或規(guī)范管理的 CAD 模型的關(guān)鍵尺寸。然后，機(jī)器視覺(jué)根據(jù)在線模型評(píng)估零件，并批準(zhǔn)該組件或?qū)⑵渚芙^到廢料箱。來(lái)自三維的添加數(shù)據(jù)將檢查過(guò)程從針對(duì)圖紙的 2D 檢查轉(zhuǎn)變?yōu)?CAD 和產(chǎn)品之間的直接比較。

帶走

3D 機(jī)器視覺(jué)可改善制造質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。3D 機(jī)器學(xué)習(xí)是大批量生產(chǎn)步驟的理想選擇，它為之前的 2D 方法增加了深度，以創(chuàng)建零件的完整圖片。該圖像可以確定缺陷的大小、形狀、位置和位置，從而為算法提供信息，以提高處理效率或通過(guò)掃描、揀選和重新排序來(lái)改善供應(yīng)鏈庫(kù)存周轉(zhuǎn)率。使用這種顛覆性技術(shù)的機(jī)器可以吸收意想不到的變量和障礙，在不重新編程的情況下導(dǎo)航并完成任務(wù)。