隨著科技的不斷進步和制造業的發展，自動化技術已成為現代生產中不可或缺的一部分。機器視覺檢測（Machine Vision Inspection，簡稱MVI）作為一種突破傳統人工檢測方式的新技術，逐漸成為智能制造中的核心技術之一。它通過光學、機械、電控、軟件等技術模擬并拓展人類的視覺、思維和手動操作能力，從而取代了傳統的人工目檢環節。

什么是機器視覺檢測 ?

機器視覺檢測（MVI），亦稱自動視覺檢測（AVI），是一種通過模擬人類的視覺、思維和操作來進行產品質量檢查的技術。它通過高精度的光學成像系統、強大的計算機處理能力和自動化的執行機構，自動檢測產品的外觀、尺寸、缺陷等各類問題，全面提高檢測的效率與準確性。

自動光學檢測(AOl)

AOI是實現MVI/AVI的技術方案。

眼：利用高分辨率的相機、鏡頭和光源進行光學成像，模擬人眼的視覺成像功能。

腦：計算機系統對采集到的圖像進行數據處理與分析，代替人腦進行決策判斷。

手：通過機械手臂或其他執行機構執行相應的操作，如剔除不良品、分揀合格品等，代替人工完成操作任務。

為什么要用機器視覺檢測？

人工作業的限制

主觀性強、人眼空間和時間分辨率有限、檢測不確定性大、易產生歧義、效率低下等缺點，已很難滿足現代工業高速、高分辨率的檢測要求。

人工作業的局限性

主觀性強：人工檢測依賴操作工的經驗和技能，可能會受到疲勞、情緒等因素的影響，從而降低檢測的準確性。

分辨率有限：人眼的空間和時間分辨率有限，無法有效檢測高速、高精度的產品缺陷。

低效率：長時間的視覺檢測容易導致操作工疲勞，效率逐漸降低。

人工視覺可能帶來的傷害

視覺傷害：部分人工視覺檢測需要在強光照明條件下進行，容易對操作人員的眼睛造成傷害。

身體傷害：在一些特殊工業環境中（如焊接、火藥制造等），人工視覺可能會對操作工的人身安全帶來威脅。

人員流動性和培訓成本

在一些制造企業，操作工的流動性較高，培訓一個合格的操作工需要投入大量的時間和資源，而單純的培訓往往無法提高操作工的實際技能。

機器視覺檢測的好處

自動化：機器視覺檢測的系統可以在全自動化的環境下運行，無需人為干預，減少了人工成本。

非接觸式檢測：不同于傳統的人工接觸檢測，機器視覺檢測采用光學成像方式，不會對產品造成損害。

速度快、精度高：機器視覺系統能夠高速、高精度地完成檢測任務，并且穩定性強，長時間運行不受影響。

穩定性：通過合理的設計、調試和操作，機器視覺檢測系統能夠在長時間內保持高效穩定的工作狀態。

機器視覺檢測的組成

機器視覺檢測系統的核心構成主要包括光學系統、機構系統、電控系統和軟件系統。

光學系統

光學系統是機器視覺檢測的基礎部分，主要包括相機、鏡頭和光源。通過光學成像方法，系統可以模擬人眼的視覺成像功能。

相機：相機是圖像采集的核心部件，決定了圖像的分辨率、色彩還原等參數。

鏡頭：鏡頭的作用是將物體的圖像投射到相機的傳感器上，影響視野和成像質量。

光源：良好的光源能夠確保拍攝到清晰的圖像。不同的產品或檢測需求，可能需要不同類型的光源（如LED光源、激光光源等）。

機構系統

機構系統主要負責產品的輸送、檢測和分揀任務。它通過機械手臂、傳送帶等設備，確保物料的流動和檢測過程的順利進行。

上料動作：通過物料引導機構、物料夾取機構等設備將產品送入檢測區。

檢測動作：利用移動機構將物品帶到檢測位置，進行自動化檢測。

下料動作：檢測完成后，將合格品或不良品分揀并移出檢測區。

電控系統

電控系統負責控制機器視覺檢測設備的運行，包括相機、光源、移動機構等部件的協調工作。電控系統確保整個檢測過程按照預定程序高效穩定地進行。

軟件系統

軟件系統是機器視覺檢測的“大腦”，其作用是對采集到的圖像進行處理、分析和判斷。軟件系統的核心包括：

圖像預處理：對原始圖像進行去噪、增強、邊緣提取等處理，以提高后續分析的準確性。

檢測算法：通過模板匹配、缺陷檢測、幾何測量等算法，判斷圖像是否符合標準。

深度學習算法：通過AI技術，機器視覺系統可以自我學習、優化，提升檢測準確率。

項目實施要點-效益評估&方案規劃

效益評估

確認目標：明確項目的檢測標準、檢測項目和不良品比例。

計算成本：分析人工成本、時間成本等，評估機器視覺系統的投資回報。

方案預算：根據企業的需求，制定詳細的設備采購、安裝與調試預算。

核算ROI：根據預算和成本核算，評估是否實施項目。

方案規劃

上料：確定產品如何從生產線輸送至AOI機臺進行檢測。

拍攝：選擇適合的機器設備，并確定相機及光圈的位置、角度。

取像與檢測：通過相機和光學設備進行圖像采集，并通過規則判斷算法與深度學習算法進行檢測。

下料與反饋：檢測完成后，產品通過相應的機制分揀，并將檢測結果反饋給生產線。