Maschinelles Sehen ersetzt das menschliche Auge durch Maschinen zur Messung und Beurteilung. Es wandelt erfasste Ziele über bildgebende Geräte in Bildsignale um, überträgt sie an spezielle Bildverarbeitungssysteme und wandelt sie basierend auf Pixelverteilung, Helligkeit, Farbe und anderen Informationen in digitale Signale um. Das Bildgebungssystem führt verschiedene Operationen an diesen Signalen durch, um Zielmerkmale zu extrahieren und so Informationen basierend auf den Ergebnissen der Unterscheidung zu erhalten.
Die Einführung der maschinellen Bildverarbeitung hat traditionelle manuelle visuelle Inspektionsmethoden ersetzt, was die Qualität der Produkte, die Unternehmen auf den Markt bringen, erheblich verbessert und gleichzeitig die Produktionseffizienz gesteigert hat. Für Unternehmen stellt dies nicht nur eine gleichbleibende Produktqualität sicher, sondern erhöht auch die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte.
Mit zunehmender Reife der industriellen Automatisierungstechnologie und fortschreitender Bildverarbeitungstechnologie wird sich ihre Anwendung in der künftigen automatisierten Fertigung erheblich erweitern. Die Branche wird in eine neue Phase schnellen Wachstums eintreten, wobei maschinelles Sehen eine zentrale Rolle in der industriellen Automatisierung spielen wird.
Die Hauptgründe für den Einsatz von Bildverarbeitungssystemen in der industriellen Automatisierungssteuerung sind:
1. Höhere Effizienz
Die nachhaltige effektive Arbeitszeit des Menschen ist begrenzt. Sich wiederholende mechanische Inspektionsprozesse führen zu Ermüdung und verminderter Konzentration, was zu einer geringen Inspektionseffizienz führt.
Die maschinelle Bildverarbeitung arbeitet mit deutlich höheren Geschwindigkeiten und ist in der Lage, Hunderte oder sogar Tausende von Bauteilen pro Minute zu prüfen. Diese Effizienz ist besonders ausgeprägt bei der Inspektion von sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Objekten. Darüber hinaus können die Maschinen 24 Stunden am Tag ohne Unterbrechung laufen.
2. Höhere Genauigkeit
Das menschliche Sehvermögen ist durch körperliche Einschränkungen eingeschränkt. Selbst wenn zur Produktinspektion Lupen oder Mikroskope verwendet werden, kann die Genauigkeit aufgrund von Faktoren wie Subjektivität und körperlicher Ermüdung nicht garantiert werden. Darüber hinaus können die Inspektionsstandards zwischen verschiedenen Betreibern variieren.
Maschinen funktionieren frei von subjektivem Einfluss. Sofern die Parametereinstellungen konsistent sind, können mehrere Maschinen mit identischen Konfigurationen eine einheitliche Präzision gewährleisten.
3. Niedrigere Gesamtkosten
Die manuelle Inspektion stellt eine langfristige, laufende Kosteninvestition dar, da die herkömmliche Produktinspektion arbeitsintensiv ist.- Darüber hinaus steigen sowohl die Arbeits- als auch die Verwaltungskosten kontinuierlich.
Die Investition in die maschinelle Bildverarbeitung ist in erster Linie eine Vorabinvestition. Eine einmalige-Investition gewährleistet eine langfristige-Leistung. Darüber hinaus sind Maschinen effizienter als manuelle Inspektionen. Auf lange Sicht ist die maschinelle Bildverarbeitung kostengünstiger-.
4. Informationsintegration
Eine einzelne Person kann jeweils nur einen Parameter prüfen. Wenn bei der manuellen Prüfung unterschiedliche Prüfpunkte vorhanden sind, kann sie nur durch Koordination und Zusammenarbeit über mehrere Arbeitsstationen hinweg durchgeführt werden.
Bei der maschinellen Bildverarbeitung können mehrere technische Parameter gleichzeitig mithilfe von Mehrstationsmessmethoden gemessen werden. Es kann beispielsweise die Kontur, Abmessungen, Erscheinungsfehler und Höhe eines Produkts prüfen.
5. Digitales statistisches Management
Alle im Bildverarbeitungsbetrieb erzeugten Messdaten können über Netzwerkverbindungen unabhängig kopiert oder repliziert werden, was eine statistische Analyse des Produktionsprozesses erleichtert. Darüber hinaus können Bediener bestimmte Messdaten exportieren und nach der Inspektion Berichte erstellen, ohne dass eine manuelle Eingabe erforderlich ist.
6. Geeignet für einen kontinuierlichen, wiederholbaren Langzeitbetrieb
Maschinen können 24 Stunden lang ununterbrochen Inspektionen durchführen, ohne zu ermüden. Die menschliche Ausdauer ist begrenzt; Längere, wiederholte Inspektionen führen unweigerlich zur Erschöpfung und erhöhen das Risiko verpasster, falsch identifizierter oder falscher Inspektionen-was zu erheblichen Verlusten führt.
7. Geeignet für gefährliche Inspektionsumgebungen
Maschinen arbeiten unter rauen, gefährlichen Bedingungen und in Szenarien, in denen das menschliche Sehvermögen unzureichend ist, effektiv.
8. Beseitigt Kontaktschäden
Bildverarbeitung prüft Werkstücke berührungslos und beugt so Schäden vor. Bei der manuellen Inspektion ist Kontakt erforderlich, der häufig zu Abrieb oder Einkerbungen führt.
9. Größere Objektivität und Stabilität
Die Ergebnisse menschlicher Inspektionen werden durch individuelle Standards, Stimmung und Energieniveaus beeinflusst. Maschinen halten sich strikt an vordefinierte Standards und liefern objektivere, zuverlässigere und konsistentere Ergebnisse.
10. Verhindert eine Kontamination des Menschen
Bestimmte spezialisierte Produktionslinien, wie z. B. die pharmazeutische Herstellung, erfordern äußerst hohe Hygienestandards bei der Produktion und Inspektion. Die maschinelle Bildverarbeitung eliminiert das Risiko einer menschlichen Kontamination und gewährleistet Sauberkeit und Qualität in Produktionsprozessen.
Dies sind die Vorteile der maschinellen Bildverarbeitung in der industriellen Automatisierung. Da Bildverarbeitungssysteme außerdem schnell große Datenmengen erfassen und automatisch verarbeiten, lassen sie sich problemlos in Designspezifikationen und Fertigungssteuerungssysteme integrieren. Daher werden sie in der modernen automatisierten Produktion häufig zur Endkontrolle und Qualitätskontrolle von Produkten eingesetzt. Gleichzeitig steigert die maschinelle Bildverarbeitung in der industriellen Großproduktion-wo sich manuelle Qualitätsprüfungen als ineffizient und ungenau erweisen, die Produktionseffizienz und den Automatisierungsgrad erheblich. Es reduziert außerdem Nacharbeit, minimiert Rückrufe, schützt den Ruf der Marke und steigert die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens.