机器视觉技术工程应用案例简介
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自主研发的开放式数控系统（1）
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自主研发的开放式数控系统（2）
机器视觉应用往往与运动控制技术相关联，因此，现简单介绍一下我们自主研 发的开放式数控系统。
1. 开放式专用数控系统主要特点 （1）开放性：允许第三方做二次开发，订制特殊功能； （2）嵌入式：基于ARM或DSP，降低成本，增加可靠性； （3）运动控制：步进电机与伺服电机接口； （4）逻辑控制：PLC或MPC功能； （5）通信能力：有现场总线通信与以太网通信功能； （6）机器视觉信号接口：以太网口。 2. 开放式专用数控系统主要技术指标 （1）控制轴数：16轴，联动轴数：3轴； （2）直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、NURBS插补、回零、急停等运动
该系统采用自主开发的智 能相机和数控子系统。
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检测系统的人机界面之一
计算机辅助图案设计系统（1）
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计算机辅助图案设计系统（2）
该系统用于绗缝设备和激光打标/切割设备的图案设计， 其主要功能有： 1. 图像采集：通过数字摄像头连续采集花纹图案的图像，再 通
过图像采集卡将图像传送到计算机内。 2. 摄像头参数设置与调整功能：用户可根据实际情况通过人 机
中； 6. 如果进料盒中的器件还未取完，就回到第一道工序重复上述的流程。 7. 进料盒取空或出料盒满的话，设备暂停，人工方式更换进料盒或出料
盒。
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（1）
测 试 工 作 现 场 的 图 片
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（2）
—推杆与送线轮运动特征测量
机器视觉弹簧机械性能自动检测系统 （1）
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机器视觉弹簧机械性能自动检测系统 （1）
该系统是在研究项目，用 于弹簧的机械性能的检测，其 中基于机器视觉技术的测量功 能包括：弹簧最大外径、最小 外径、螺距和螺旋线轨迹的检 测，以及上述数据的统计分析。 而其他功能主要有：弹簧刚度 测量和动态荷重-行程曲线图表 绘制等。
为 0.02mm； 3. 钢琴一次装夹的钻孔数量为230多个，可加工15种以上的 型号
规格的三角钢琴。该系统采用NI的机器视觉技术，系统 中的
三轴控系统亦由本研究室自行设计； 第7页/共28页
生物医学微粒检测与分析系统（1）
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生物医学微粒检测与分析系统（2）
该项目主要任务是利用机器视觉技术实现粒子的检测和分析。是用于微小（几十至 几百纳米直径）颗粒的动态检测，主要任务是测量单位时间内流经小管内的微粒的数量 和每个粒子的粒径，并对颗粒大小分布状态进行分析。
标签质量机器视觉自动检验软件设计方 案
产品标签检测是典型机器视觉应用之一。该方案可用于多种类 型标签的检验。其主要功能包括：标签定位、条码译码、条码质量 检验、标签字符分割、字符匹配和污损检验等功能。
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演示结束 多谢各位！
第27页/共28页
感谢您的观看！
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该项目采用的技术方案包括：
1. 首先用高速摄像机拍摄卷簧过程中相关部件的动作过程，通过慢 动作回
放就可以清楚地观察到卷簧过程，为定性分析问题的所在提供了 条件。
我们使用过专业高速摄像机和具有高速（每分钟300帧）摄像功能 的民用
数码相机进行拍摄。实验结果表明，后者已能满足我们的应用需
求，其
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我们自主研发的两种型号的智能相机分别采用DM642和DM6437 DSP芯片作为主处理器，有以太网和数字I/O接口，分辨率有130万像 素和300万像素两种规格，最高帧速为15帧/秒，镜头的信号与规格可 依据具体应用需求进行配置。
以上两种智能相机有自带图像处理算法库，允许用户根据具体应 用要求进行二次开发，用户可采用无编程方式方便快捷地完成机器视觉 应用系统开发。该智能相机正应用于激光加工设备、绗缝设备和弹簧检 测系统等工程应用项目之中。
系统配置了激光光源、显微镜头与高分辨率数字摄像头。此外还配置了电动输液器， 用来驱动载有微小粒子的液体的流动。 注：该项目是与企业合作的项目，我们承担其中的机器视觉软件的开发任务。
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机器视觉微型电子器件质量检测系统（1）
检测系统主界面
生产现场的检测系统
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机器视觉微型电子器件质量检测系统（2）
基于DM6437 芯片的B型智能相机
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自主研发的智能相机（2）
智能相机一种高度集成化的小型机器视觉系统。它将图像采集、 图像处理、数字I/O与通信功能集成在相机之中，可提供各种多功能、 模块化、高可靠性、易于开发的机器视觉解决方案。此外，由于应用了 最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，以及图像处理技术的不断进步， 其智能化程度不断提高，可满足很多生产过程中的机器视觉应用需求。
界面上的控件对摄像头的帧速、曝光时间、增益和滤波等 参
数进行调整，以获得最佳的图像拍摄效果。 3. 图像滤波和边缘检测功能：用户可选择不同的滤波算法提 高
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机器视觉定位激光切割机（1）
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机器视觉定位激光切割机（2）
在激光切割机工作过程中，由于加工对象通常无法准确放 置在特定的位置上，因此必须先做加工对象的定位工作。该 设备采用机器视觉技术解决精确定位问题，其主要技术特点 是：
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（3）
该项目是一个利用机器视觉技术协助解决机电设备设计问题的案 例。我们的合作单位在试制新型高速卷簧机的过程（其中包括卷簧、打 结和热处理等工序）中，在高速运行（每分钟制作80个以上的弹簧）时 遇到弹簧晃动大，以至于设备难以连续稳定地工作。该设备用于生产多 种规格的床垫弹簧。
手机接口电路板机器视觉自动检测系统 （2）
自 动 检 测 系 统 的 主 界 面
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手机接口电路板机器视觉自动检测系统（3）
检测对象（正面）
检测对象（反面）
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手机接口电路板机器视觉自动检测系统（3）
该系统由光源、镜头、摄像头、图像采集卡、精密XY运 动平台、计算机和专门开发的应用软件组成，用于检测手机 接口电路板质量，其中包括检测每个接口电路板中的三个器 件的位置和尺寸等参数。系统实现了大批量电路板组件质量 的快速准确检验。
机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（1）
生 产 现 场 中 的 专 用 数 控 钻 床
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机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（2）
机 器 视 觉 定 位 子 程 序 界 面
钢琴的琴弦和弦柱
光源与相机的密封盒
激光测距模块
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机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（3）
该项目专门为我国最大的钢琴制造企业开发，用于三角 钢琴弦柱安装孔的加工。机器视觉技术在此项目中解决 了 大尺寸笨重设备加工的准确定位问题。其主要技术指标有： 1. 机床加工范围1500×350×60mm； 2. 钻孔位置的精度： 0.1mm，其中的机器视觉定位精度 指标
该系统的主要工作流程和功能简介如下： 1. 左侧数字相机拍摄进料盒中的器件（毫米级尺寸），然后进行图像粒
子分析，精确测量出每 一个器件的位置和偏转角度； 2. PLC控制左侧机械臂拾取一个器件,调整其角度，并送往测试位； 3. 右侧数字相机在测试位拍摄该器件图像，并通过图像处理方式对器件
进行分类； 4. 通过专门的检测仪器对器件的性能进行检测、分级和统计； 5. PLC控制右侧机械臂取走器件，并根据器件级别投放在不同的出料盒
1. 采用两级定位的方式，设备顶部安装了一台相机，视场 比较
大，用于粗定位；而在激光头旁边有安装有另一台相机， 视
场小，用于精确定位。为准确加工统”，
作为切割图案的设计工具。
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自主研发的智能相机（1）
基于DM642芯片的A型智能相机
控制函数库； （3）插补周期：4ms以内； （4）系统开放，带专用编程与调试工具； （5）带系统二次开发工具软件。
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IC封装质量在线检测软件设计方案
IC封装质量在线检测软件适用于IC表面的字符质量和引脚宽度 和倾斜度的检测。用户可用鼠标自由选择检测的检测范围和单个字 符的区间和数量。该软件还具第有25页自/共动28定页 位和坐标自动修正等功能。
被检测的大电路板上包含有30 个接口电路板，为了保证 测量精度，每次检测只针对一个接口电路板。因此，必须通 过XY运动平台移动电路板。电路板检测完后才进行分割，并 淘汰不合格产品。
系统采用美国NI公司先进的机器视觉技术，还有数据记 录和分析的功能。该系统具有测量准确、快速、扩展性强和 性价比高等特点。该技术可适用于其他小型的电子和机械零 部件的几何尺寸测量。 第4页/共28页
自主研发的开放式数控系统（1）
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自主研发的开放式数控系统（2）
机器视觉应用往往与运动控制技术相关联，因此，现简单介绍一下我们自主研 发的开放式数控系统。
1. 开放式专用数控系统主要特点 （1）开放性：允许第三方做二次开发，订制特殊功能； （2）嵌入式：基于ARM或DSP，降低成本，增加可靠性； （3）运动控制：步进电机与伺服电机接口； （4）逻辑控制：PLC或MPC功能； （5）通信能力：有现场总线通信与以太网通信功能； （6）机器视觉信号接口：以太网口。 2. 开放式专用数控系统主要技术指标 （1）控制轴数：16轴，联动轴数：3轴； （2）直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、NURBS插补、回零、急停等运动
该系统采用自主开发的智 能相机和数控子系统。
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检测系统的人机界面之一
计算机辅助图案设计系统（1）
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计算机辅助图案设计系统（2）
该系统用于绗缝设备和激光打标/切割设备的图案设计， 其主要功能有： 1. 图像采集：通过数字摄像头连续采集花纹图案的图像，再 通
过图像采集卡将图像传送到计算机内。 2. 摄像头参数设置与调整功能：用户可根据实际情况通过人 机
中； 6. 如果进料盒中的器件还未取完，就回到第一道工序重复上述的流程。 7. 进料盒取空或出料盒满的话，设备暂停，人工方式更换进料盒或出料
盒。
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（1）
测 试 工 作 现 场 的 图 片
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（2）
—推杆与送线轮运动特征测量
机器视觉弹簧机械性能自动检测系统 （1）
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机器视觉弹簧机械性能自动检测系统 （1）
该系统是在研究项目，用 于弹簧的机械性能的检测，其 中基于机器视觉技术的测量功 能包括：弹簧最大外径、最小 外径、螺距和螺旋线轨迹的检 测，以及上述数据的统计分析。 而其他功能主要有：弹簧刚度 测量和动态荷重-行程曲线图表 绘制等。
为 0.02mm； 3. 钢琴一次装夹的钻孔数量为230多个，可加工15种以上的 型号
规格的三角钢琴。该系统采用NI的机器视觉技术，系统 中的
三轴控系统亦由本研究室自行设计； 第7页/共28页
生物医学微粒检测与分析系统（1）
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生物医学微粒检测与分析系统（2）
该项目主要任务是利用机器视觉技术实现粒子的检测和分析。是用于微小（几十至 几百纳米直径）颗粒的动态检测，主要任务是测量单位时间内流经小管内的微粒的数量 和每个粒子的粒径，并对颗粒大小分布状态进行分析。
标签质量机器视觉自动检验软件设计方 案
产品标签检测是典型机器视觉应用之一。该方案可用于多种类 型标签的检验。其主要功能包括：标签定位、条码译码、条码质量 检验、标签字符分割、字符匹配和污损检验等功能。
第26页/共28页
演示结束 多谢各位！
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感谢您的观看！
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该项目采用的技术方案包括：
1. 首先用高速摄像机拍摄卷簧过程中相关部件的动作过程，通过慢 动作回
放就可以清楚地观察到卷簧过程，为定性分析问题的所在提供了 条件。
我们使用过专业高速摄像机和具有高速（每分钟300帧）摄像功能 的民用
数码相机进行拍摄。实验结果表明，后者已能满足我们的应用需
求，其
第14页/共28页
我们自主研发的两种型号的智能相机分别采用DM642和DM6437 DSP芯片作为主处理器，有以太网和数字I/O接口，分辨率有130万像 素和300万像素两种规格，最高帧速为15帧/秒，镜头的信号与规格可 依据具体应用需求进行配置。
以上两种智能相机有自带图像处理算法库，允许用户根据具体应 用要求进行二次开发，用户可采用无编程方式方便快捷地完成机器视觉 应用系统开发。该智能相机正应用于激光加工设备、绗缝设备和弹簧检 测系统等工程应用项目之中。
系统配置了激光光源、显微镜头与高分辨率数字摄像头。此外还配置了电动输液器， 用来驱动载有微小粒子的液体的流动。 注：该项目是与企业合作的项目，我们承担其中的机器视觉软件的开发任务。
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机器视觉微型电子器件质量检测系统（1）
检测系统主界面
生产现场的检测系统
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机器视觉微型电子器件质量检测系统（2）
基于DM6437 芯片的B型智能相机
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自主研发的智能相机（2）
智能相机一种高度集成化的小型机器视觉系统。它将图像采集、 图像处理、数字I/O与通信功能集成在相机之中，可提供各种多功能、 模块化、高可靠性、易于开发的机器视觉解决方案。此外，由于应用了 最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，以及图像处理技术的不断进步， 其智能化程度不断提高，可满足很多生产过程中的机器视觉应用需求。
界面上的控件对摄像头的帧速、曝光时间、增益和滤波等 参
数进行调整，以获得最佳的图像拍摄效果。 3. 图像滤波和边缘检测功能：用户可选择不同的滤波算法提 高
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机器视觉定位激光切割机（1）
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机器视觉定位激光切割机（2）
在激光切割机工作过程中，由于加工对象通常无法准确放 置在特定的位置上，因此必须先做加工对象的定位工作。该 设备采用机器视觉技术解决精确定位问题，其主要技术特点 是：
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高速卷簧机技术改造中的机器视觉应用（3）
该项目是一个利用机器视觉技术协助解决机电设备设计问题的案 例。我们的合作单位在试制新型高速卷簧机的过程（其中包括卷簧、打 结和热处理等工序）中，在高速运行（每分钟制作80个以上的弹簧）时 遇到弹簧晃动大，以至于设备难以连续稳定地工作。该设备用于生产多 种规格的床垫弹簧。
手机接口电路板机器视觉自动检测系统 （2）
自 动 检 测 系 统 的 主 界 面
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手机接口电路板机器视觉自动检测系统（3）
检测对象（正面）
检测对象（反面）
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手机接口电路板机器视觉自动检测系统（3）
该系统由光源、镜头、摄像头、图像采集卡、精密XY运 动平台、计算机和专门开发的应用软件组成，用于检测手机 接口电路板质量，其中包括检测每个接口电路板中的三个器 件的位置和尺寸等参数。系统实现了大批量电路板组件质量 的快速准确检验。
机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（1）
生 产 现 场 中 的 专 用 数 控 钻 床
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机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（2）
机 器 视 觉 定 位 子 程 序 界 面
钢琴的琴弦和弦柱
光源与相机的密封盒
激光测距模块
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机器视觉定位三角钢琴专用数控钻床（3）
该项目专门为我国最大的钢琴制造企业开发，用于三角 钢琴弦柱安装孔的加工。机器视觉技术在此项目中解决 了 大尺寸笨重设备加工的准确定位问题。其主要技术指标有： 1. 机床加工范围1500×350×60mm； 2. 钻孔位置的精度： 0.1mm，其中的机器视觉定位精度 指标
该系统的主要工作流程和功能简介如下： 1. 左侧数字相机拍摄进料盒中的器件（毫米级尺寸），然后进行图像粒
子分析，精确测量出每 一个器件的位置和偏转角度； 2. PLC控制左侧机械臂拾取一个器件,调整其角度，并送往测试位； 3. 右侧数字相机在测试位拍摄该器件图像，并通过图像处理方式对器件
进行分类； 4. 通过专门的检测仪器对器件的性能进行检测、分级和统计； 5. PLC控制右侧机械臂取走器件，并根据器件级别投放在不同的出料盒
1. 采用两级定位的方式，设备顶部安装了一台相机，视场 比较
大，用于粗定位；而在激光头旁边有安装有另一台相机， 视
场小，用于精确定位。为准确加工统”，
作为切割图案的设计工具。
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自主研发的智能相机（1）
基于DM642芯片的A型智能相机
控制函数库； （3）插补周期：4ms以内； （4）系统开放，带专用编程与调试工具； （5）带系统二次开发工具软件。
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IC封装质量在线检测软件设计方案
IC封装质量在线检测软件适用于IC表面的字符质量和引脚宽度 和倾斜度的检测。用户可用鼠标自由选择检测的检测范围和单个字 符的区间和数量。该软件还具第有25页自/共动28定页 位和坐标自动修正等功能。
被检测的大电路板上包含有30 个接口电路板，为了保证 测量精度，每次检测只针对一个接口电路板。因此，必须通 过XY运动平台移动电路板。电路板检测完后才进行分割，并 淘汰不合格产品。
系统采用美国NI公司先进的机器视觉技术，还有数据记 录和分析的功能。该系统具有测量准确、快速、扩展性强和 性价比高等特点。该技术可适用于其他小型的电子和机械零 部件的几何尺寸测量。 第4页/共28页