CCD视觉对位原理及在丝印机的应用

  CCD视觉对位是工业视觉应用中的一个跨技术的子领域。虽然是一个工业视觉子领域，但同时应用了机械控制技术。所以应用前景较为广泛，应用价值比较高。如今视觉对位应用的行业范围越来越广。如：全自动丝印机、机械臂，机械手、自动包装、自动组装、自动焊接、物流分拣等等。由于机器视觉几乎不疲劳，效率高，能轻松实现全自动化工作。视觉对位技术已越来越得到重视和行业应用。

  我们把机器拟人化。传统的机器如同一个盲人，做着简单重复的工作。后来聪明的人类给机器装一只或一双眼睛，或者像二郎神一样安装了三只眼。机器能看到手上的产品、配件了，程序员再赋予机器一缕灵魂。机器不仅能看到产品，还能看到产品的缺陷、产品的位置、色差等特征。机器能自己挑出有缺陷的产品，也可以将产品做移位，加工、组装等。就跟人类一样。能做更多智能的步骤。更妙的是，他的速度快，又不需要像产业工人一样注意休息。

  以上可能有点抽象，我们先大话一下视觉对位技术的原理。工业视觉对位主要是“拍照取样”-“特征分析”-“计算数据”-“运动控制”这几个工作的周期性循环。

  首先是借助工业相机对产品或特定领域进行拍照取样（这样的一个过程中还应该要考虑打光，镜头，传输介质等技术，暂且不表）。工业电脑对取样的图片去噪，并进行灰度，色度分析出区域模型，关键特征（这样的一个过程好复杂，除了编程环境如VC,C#,JAVA,Python等，还要配合视觉处理框架库，如openCV,halcon,openGL等。因为工业应用领域一般不可能从零开始实现所有底层视觉算法）。特征识别后还要进行对位操作的计算工作（如计算补偿的运动量，加速度，维持的时间等，这样的领域随着行业应用的不同，实现方式也有很大的不同）。最后是运动控制（根据计算的运动量驱动电机或气缸控制后续的工作流程）

  我们采用视觉对位全自动丝印机PC-4050进行对位印刷，制作测试网板，设计包含了0.4mm套印0.2mm，0.3mm套印0.2mm，0.2mm套印0.1mm线条。测试样张通过两千万的工业相机来检测实际的印刷精度，测试结果还可以达到1个丝左右的精度。

  其他领域的视觉对位原理大体如此，只是不同的领域输入视觉图片的特征提取，计算，运动控制的具体功能都需要具体问题具体分析。关于对位精度的要求也不能只是追求最高精度，还要考虑客户的真实需求、投入成本、交付周期等等。总之：视觉对位技术极大地提高了工业生产以及其他领域的效率。减少了人力成本，提高了机器智能水平。