産業分野におけるマシンビジョンの応用にはどのようなものがありますか?

マシンビジョンテクノロジーには、コンピューターサイエンス、人工知能、信号処理、画像処理、機械学習、光学、オートメーションなどの分野が含まれます。

近年、産業知能の急速な発展に伴い、マシンビジョン技術は工業生産のさまざまな分野で広く活用されており、現代的な検出手法として注目されています。ますます人気が高まっています。真剣に受け止めてください。

マシンビジョンは、光学機器やセンサーを通じて対象物の画像情報を取得し、その画像情報をデジタル情報に変換し、コンピューターでデータを分析して電子画面に表示したり、機械を誘導したりします。コントロールユニットを通じてタスクを完了します。マシンビジョンは、情報技術エンジニアリングと自動化に焦点を当てていますが、コンピュータ技術の視覚効果手法にも基づいて構築されており、位置情報、サイズ、形状、色情報、存在ステータスなどのデータ情報を認識することに重点を置いています。ターゲットオブジェクト。

1. 産業用マシン ビジョン産業チェーンは改善を続けています

現在、中国のマシン ビジョン産業はまだ発展の初期段階にあり、産業チェーンの観点から見ると、次のように分けられます。上流の部品とソフトウェア、そして中流の産業用機械への接続には、ビジュアル機器、下流のシステム ソリューションとアプリケーションの 3 つの主要なリンクがあります。上流の部品企業とソフトウェア企業の全体的な規模、強み、技術レベルは依然として改善する必要があり、中流の産業用マシンビジョン機器は製品の総合的な性能を向上させ続け、製品の知能レベルを継続的に向上させる必要があります。半導体、家電、自動車の分野で。

2. 産業用マシン ビジョン テクノロジー製品の反復を加速し、より深い応用を促進する

政策支援の増加と需要の継続的な成長により、産業用マシン ビジョンの良好な開発環境が生まれました。一方で、国や地方自治体は産業用機械ビジョンの開発を支援する一連の政策を打ち出しており、例えば「第14次インテリジェント製造開発5カ年計画」では、「独立性の強化」などの4つの主要課題が展開されている。 「産業システムの新たな利点の供給と強化」。「インテリジェント製造装置の革新と開発アクション」では、同社は高解像度ビジョンセンサーなどの基本的なコンポーネントやデバイスの研究開発に焦点を当てており、産業用マシンビジョン業界のサポート。

一方、中国の国民経済は回復と発展を続けており、2022年第1四半期には指定規模以上の国営工業企業の付加価値は前年同期比6.5%増加し、利益も増加した。指定規模以上の産業企業の割合は8.5%増加し、産業用マシンビジョンの主要応用分野として、新エネルギー車の生産量は前年比140.8%増加、産業用ロボットの生産量は前年比10.2%増加した。下流アプリケーション分野の継続的な成長により、マシンビジョンアプリケーションの開発スペースが拡大しました。

産業シナリオにおけるマシン ビジョン テクノロジの需要により、標準化とモジュール化の方向に産業用マシン ビジョン製品の開発が推進され続けています。産業用マシンビジョンの顧客の使用要求は多様かつ高度であり、顧客は皆、サプライヤーが自社のニーズに合わせてある程度カスタマイズおよび最適化できることを望んでいます。したがって、カスタマイズされた産業用マシンビジョン製品の開発スピードが企業業績の成長率に直接影響します。

この課題を解決するために、業界の大手企業は製品の標準化とモジュール開発を精力的に推進し、非標準製品から可能な限り標準化されたモジュールを組み立て、標準化されたモジュールから顧客にソリューションを提供しています。これにより、自社製品や在庫の回転率が向上し、外部ソリューションの提供能力が向上し、業務効率が向上します。

産業用マシンビジョンの技術レベルは、さまざまな機器のさらなるインテリジェント開発に直接影響を与える重要な要素となっています。近年、ロボット、ドローン、その他の機器のインテリジェンスレベルが継続的に向上し、アプリケーションシナリオが継続的に充実しているため、産業用マシンビジョンソリューションの総合的なパフォーマンスに対する要求がより高く、より緊急になっています。

たとえば、化学プラントエリアをパトロールする過程で、石油化学検査ロボットは複雑なパイプラインの「ラン、漏れ、漏れ」などの問題を正確に特定する必要があり、特定の適時性と正確さが直接影響を及ぼします。石油化学検査ロボットの実用性とこのタイプのロボットの市場展望。

別の例として、石炭脈石の処理生産ラインでは、ロボットは石炭脈石の位置とサイズを特定するだけでなく、異なる重量の石炭脈石に最適なグリッパーを見つける必要もあります。機械式爪の位置と形状によって、機械式爪が及ぼすクランプ力の量が決まり、手動作業を真に効果的に置き換えることができます。

3. 産業用ロボットへのマシンビジョンの応用

産業用ロボットは現代科学技術を代表する技術であり、家電、エレクトロニクス、衣類、自動車、食品など幅広く使用されています。 、その他の業界。現代の科学技術の急速な発展に伴い、多くの企業が高水準・高効率化を追求する中で、時代の要請に応じた産業用ロボットが登場しました。

私が最も印象に残ったのは、京東ロボット自動倉庫で、巨大な倉庫内では数千台のロボットが常に棚の間を行き来し、商品の分類、配置、輸送を行っています。産業用ロボットの分野において、マシンビジョンは以下のような機能を持っています。

(1) 位置決めと制御。現代の工場生産には、ターゲットを迅速かつ正確に見つけてその位置を確認するためのマシン ビジョン システムが必要です。次に、マシンビジョンを使用してロボットアームを位置決めし、正確に把握できるようにガイドします。

(2)識別。マシンビジョンは主に画像を取得するために使用され、画像は処理、分析、理解されてさまざまな状態のターゲットや物体を識別し、データを追跡および収集します。一般的な機械識別システムはカメラの助けを借りて実現されます。

(3)検出。生産ラインでの製品の品質テストは、最も多くの労働力を代替するリンクでもあります。工業分野では、主な検査として、サイズ検査、ボトル外観欠陥検査、ボトル口部欠陥検査、不良品検査などが挙げられます。

(4) 高精度検査。工業生産においては、コンピューターや携帯電話の高度に集積された電子回路基板など、高い精度が要求される精密電子機器部品の中には、0.01mmやμmレベルの精度に達するものもありますが、これらの小さな部品は人間の目では識別できないため、機械を使って行う必要があります。

(5) 仕分けと輸送。現代の工業生産と操業の過程では、必ず仕分け作業が発生しますが、従来の人力による仕分け作業には大きな限界がありましたが、ビジュアルロボットの適用により、産業の効率と作業精度が大幅に向上します。生産を実現し、人々の手を解放します。

マシンビジョンテクノロジーは、ロボットの応用において中心的な役割を果たします。マシンビジョンの最も重要な側面は、ロボットが移動ターゲットを正確に識別できるようにする方法です。この問題を解決できるのがビジョンシステム技術であり、ビジョンシステム技術を追加することで、ロボットが対象物の動きをリアルタイムに追跡・検出し、対象物の位置と方向を正確に判断して、ロボットの正確な位置決めが可能になります。

ロボットビジョンシステムの仕事は、主にカメラの位置決め、画像の解析と処理、対象物の状態認識、ロボットの動作制御の4つに分かれます。まず、カメラを使用して対象物体を位置決めして運動座標系を確立し、物体座標を取得します。次に、取得した対象物体を分析および処理するために画像に分割します。状態認識は画像分析に基づいて状態を分析および処理します。対象物をイメージに合わせて処理・解析し、ロボットの動作を制御します。

産業用ロボットの使用は、伝統産業と比較して現代産業の大きな進歩と発展であり、高コスト、低効率、長時間消費などの伝統産業の欠点を解決し、人々の手を解放します。現代の工業生産を可能にし、より自動化され、インテリジェントになります。

4. 産業制御分野におけるマシン ビジョンの応用

現代の工業生産のほとんどは、機械的統合を行う傾向にあります。たとえば、ポテトチップスの製造では、ジャガイモの洗浄から最終的なポテトチップスの包装に至るまで、袋詰めや密封には人の介入は必要ありません。もちろん、このようにして作られたものは非人間的だという人もいるでしょうが、私が言いたいのは、機械的に統合された生産方法が将来すべての工業生産の一般的な傾向になる可能性があり、その利点が繰り返されることはないということです。では、どうすれば機械化された生産を制御できるのでしょうか?これには、マシンビジョン技術を使用して機械の生産を制御する必要があります。

マシンビジョンコントローラーは、その優れた処理能力により、最大128点の検出を10秒以内の高速処理で完了することができ、その強力な処理能力は実行アルゴリズムや意思決定プロセスに直接影響を与えることができます。視覚システムのスピード。画像処理時間を短縮するために、一部の工場では現在、同型処理を使用してビジョン アルゴリズムを実行しています。

さらに、一部のマシン ビジョン コントローラーには、ネットワーク接続用の専用イーサネット ポートと、外部データ ストレージを接続するためのポートが装備されています。工場接続機能により、スタッフはオフィス内の製品生産を監視し、リアルタイムで画像を表示し、再生することができ、工場生産を大幅に促進します。

この直接方式による産業一貫生産は、従来の生産方式に徐々に置き換えられつつあり、将来の産業発展においては、多くの工場がマシンビジョン制御を利用して工場一貫生産を実現すると考えられています。

5. 工業用品質検査におけるマシン ビジョンの応用

現代の工業生産プロセスでは、ターゲットの検出は多様であり、市場の需要は比較的大きいです。たとえば、機械部品のサイズが規格を満たしているかどうかを検出し、バーコードまたは包装バーコードを識別し、商品の外観欠陥、ボトル口の欠陥、印刷欠陥などをテストします。これらのアプリケーションは大規模なテストが必要であり、いずれも精度の高いテストですが、人間の目での認識では不利な点が多く、手作業だけでは多大な時間がかかることが想像されます。

ビール瓶の製造工程では、瓶の大きさや外観に欠陥がないかなどの品質検査が必要です。一部の工場では 1 日に何千本ものビール瓶を生産していますが、それらをすべて手作業で処理するのは不可能です。

また、人間の目は同じ物体検出を長時間見つめ続けるため、視覚疲労が生じ、不良品の発生率が高く、作業効率の低下につながります。それだけでなく、一部の工場では多額の費用をかけて手作業による検査を依頼しており、このような後進的な生産方法は現代の生産にはもはや適していません。

マシン ビジョン テクノロジを使用すると、この問題を効果的に解決できます。機械検査は、従来の手作業に代わって使用されます。大量の検査を迅速に完了できるため、工場の製品生産のスピードが向上し、さらに工場の生産量も削減されます。コストを削減し、製品の生産効率を向上させます。

概要

マシンビジョン技術の応用により、人間の目で特定された欠陥によって工業生産が制限されなくなり、工業検査の精度と効率が向上し、工業生産の効率が向上します。自動化されたインテリジェントな。

マシンビジョンは、人工知能アプリケーションの最も広範な分野として、産業、農業、医療、軍事、航空宇宙、気象学、天文学、輸送、セキュリティ、科学研究などのさまざまな分野で使用できます。マシン ビジョンのマルチシナリオ アプリケーションの台頭とそのかけがえのないパフォーマンスの利点に基づいて、兆レベルの市場ブルー オーシャンが出現し、業界のすべての関係者がその流入を加速しています。

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