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創科視覺應用典型案例
1 定位&引導（Locate & Guide ）
所謂定位就是找到被測的零件并確定其位置，輸出位置坐標，絕大多數的視覺系統都必須完成這個工作；引導就更容易理解了，當被測物體的坐標被準確定位之后，常常需要根據前一步確定的位置來完成下一個動作（比如機器手進行抓取、激光進行切割和焊接頭進行焊接等）。很明顯，這是視覺行業里被最密集使用的技術，定位的精度、速度和重復度就是各個視覺系統相互攀比的指標，由深圳創科自動化控制技術有限公司推出的視覺開發工具CKVision在這方面有著當仁不讓的優勢，該平臺在激光行業（切割）、半導體行業（Die bonder、COG、Wire bonder、Flip－chip Bonder、元件封裝）和電子行業等有著諸多成功的應用，最近又開拓了制卡行業焊線引導的新客戶。以下列舉幾種典型的案例。
典型案例之 激光商標切割系統
檢測任務：
根據輸入的CAD文檔自動識別商標，并準確定位其位置，然后引導激光頭進行切割，并能對被切割材料變形實時跟蹤以確保切割準確無誤。
檢測要求：
工作面積: 500x350 mm
激光功率: 40~70W
切割速度: 0~40,000mm/min
定位精度: <0.01mm
CCD 攝像頭分辨率: 320-800萬像素
總功率: <1250W
檢測說明：
本系統主要任務是根據CAD（或者其它電子文檔）輸入的商標圖形，用軟件在視野內自動尋找與輸入圖形相同的圖案，然后定位并輸出商標中心點的坐標，然后根據這些坐標指引切割裝置進行切割。由于檢測對象是很軟的材料，變形（拉伸和縮小）是在所難免的，，這就要求軟件能輸出實測圖像相對于模板圖像的比例系數并進行實時補償。該領域最新的進展是沿商標圖案的實測邊緣進行切割，可獲得更高切割精度。CKVision軟件提供了實現該功能的函數。
該系統是由客戶自主開發，采用黑白高清晰度CCD系統，經過客戶多方比較，由于CKVision的定位和檢測速度非常快，定位精度非常高。
典型案例之COG對準引導系統
檢測任務：
精確定位微小Mark點，根據Mark點的位置將IC與玻璃正確對位并貼附。
檢測對象：
該系統主要用于電子行業的IC和LCD上的Mark點精確定位
定位精度：0.005mm
定位要求：自動定位并顯示對位誤差
系統說明：
所謂COG（Chip On Glass）技術，指的是運用一種包含金屬顆粒的粘性膜（異方向性導電膜ACF），通過預壓將IC芯片邦定在LCD玻璃板上，使IC與LCD玻璃板之間的線路連通。正如上面談到的一樣，IC芯片面積小，但I/O端數量多。要想使IC與LCD玻璃板之間的線路很好的連通，就需要對IC和LCD進行非常精確的定位，保證足夠的定位精度。而IC和LCD上微小的Mark點使得通過人眼定位變的困難重重，而且人眼的易疲勞和主觀性對這種高精度的對位帶來嚴重隱患，因此采用視覺對位系統。
由深圳市創科自動化控制技術有限公司開發的COG視覺對位控制系統，硬件方面選用了高性能的圖像采集卡、高亮度穩定的LED光源，保證整個系統的長期穩定性，鏡頭選用百萬像素的高倍鏡頭，保證足夠的放大率，進而確保最后的精度。軟件運用CKVision視覺開發包，以及其功能獨特的幾何圖像定位技術FindModel。該系統誤差可以控制在0.005mm，其重復精度可以達到1/10Pixcel，在COG精確對位方面取得理想的效果。
典型案例之 固晶機（Die Bonder）拾片引導系統
檢測內容：
將晶片（Die）從晶圓（Wafer）上自動取放到料帶上，并準確放置。
檢測要求：
通過視覺定位和引導，將晶片從晶圓（Wafer）上自動取放到基板上；速度：50ms/pcs。
系統說明：
晶圓上的單個晶片面積非常小（約0.078平方毫米），數量極多，且位置不固定，因此對傳統裝片機的電機走位精度、工作穩定性和速度提出了非常高要求。傳統裝片機存在以下幾個重要弊病：
* 走位不準：因為晶片切割及晶圓貼膜等原因很容易造成晶片在晶圓上位置分布不均。
* 晶片浪費：晶片在晶圓上呈圓形分布，采用傳感器定位邊界的方法勢必會造成邊界定位不準而致使一些晶片拾取不到，從而在晶圓上殘留一些晶片。
* 操作較為麻煩：由于機器以固定步距及方向行走，所以晶圓與電機的水平一致性要求非常高，極小的角度偏差都會導致累加誤差過大，這就要求操作員在每次換料時耐心的將晶圓與電機位置調到最佳，而且每次開始時都需要操作員手工進行晶片對位。因為邊界定位采用傳感器，機器需要操作員不斷手工調節邊界傳感器位置，較為繁瑣。
* 效率較低：由制作工藝本身造成的晶圓上存在相當數量的壞料或空料，傳統的光電傳感器識別準確度不高，導致后期成品合格率下降，影響生產效率。
深圳創科公司開發的固晶機視覺系統采用圖像識別技術進行實時定位、分析及導航，有效地避免了上述的種種問題，使得生產精度，穩定性及效率得到極大的提高。其定位檢測部分應用CKVision視覺軟件包，導航部分采用Visual C＋＋進行編程，其定位精度高，速度快，一次識別只需30ms。
典型案例之 邦定機（Wire Bonder）定位引導及掉線檢測系統
檢測內容：
檢測晶片位置，自動引導Bonding機進行焊接。系統兼有焊線掉線檢測功能。
檢測要求：
該系統用于自動定位及引導中功率半導體器件生產中的引線焊接
焊線速度：300ms/pcs
重復定位精度：2 um
技術規格：
◆ 使用電源：220VAC10%、60Hz、可靠接地，最大消耗功率50W
◆ 可焊鋁絲線徑：50～150μm (2～5mil)
◆ 焊接時間：10～200ms,2通道
◆ 焊接壓力：30～100g,2通道
◆ 芯片規格：寬度、長度最大為2.25mm
◆ 工作臺移動范圍： Φ15mm
系統說明：
由深圳市創科自動化控制技術有限公司改裝的本系統采用黑白CCD系統檢測，照明使用高亮度的LED光源，可以保證長時間的穩定照明，以保證系統穩定的定位精度。
本系統核心軟件為創科圖像處理單元包CKVision， 重復定位精度控制在2微米以下。由于工作環境的關系，圖像噪音比較大，因此采用了CKVision軟件的FindModel工具。該工具對環境光線的影響不敏感，能有效的消除了環境噪音對定位結果的影響，保證了定位的精度。其檢測界面如下：
2幾何尺寸測量（Gauging）
傳統的測量方法多是接觸型的測量方法，不僅效率低而且容易損傷被測物。伴隨視覺技術和激光技術的發展，基于現代視覺技術的幾何特征測量已成為高速生產系統中快速、準確、全面的對產品幾何尺寸控制的新方向。利用視覺手段可以對一維、二維和三維的幾何特征進行定量分析，我公司在測量領域也有許多成功案例，比如一些電子零件或機械零件（E-Block,鉆頭刀口、裸PCB、連接器端子、電樞等）上的幾何特征的測量；在視覺定位和引導系統中，真實尺寸的測量同樣必不可少；在一些零件好壞判斷過程中，尺寸測量也常常被作為一個必要參數。以下僅列舉幾種比較典型的實例。
典型案例之 S1圓孔直徑測量機
檢測項目：
本系統主要檢測硬盤磁頭驅動架S1上軸承孔（Bearing-Hole）的直徑和圓度。
技術參數：
● 半自動人工上下料，自動送料
● 尾孔大小：∮4.85±0.01mm
● 重復性指標 GRnR<10%
● 與通止規的（Pin Gage）及CMM的相關性>80%
● 雙工位操作
檢測說明：
由深圳創科自動化控制技術有限公司開發設計的本設備采用了百萬像素攝像頭和遠心定倍鏡頭，照明使用同軸LED光源，軟件開發運用高性能的CKVision，使用該軟件強大的定位工具（FindModel）對產品進行精確定位，對所檢測的軸承孔直徑和圓度進行測量。采用半自動人工上下料，自動送料，并根據檢測信息提供語音信息提示，檢測結果在顯示屏上顯示。設備外形結構如下所示：
典型案例之 微型鉆頭視覺檢測系統
檢測任務：
檢測微小鉆頭的尺寸是否合格以及是否表面缺陷，并對不良進行分類和計數統計和能夠任意更換產品型號和參數。
檢測要求：
檢測范圍：直徑為0.2mm—3.5mm（具體可調整）
測量精度：< 0.01mm
缺陷精度：全檢大于0.2mm的表面缺陷
檢測說明：
該系統采用普通單色CCD相機、低角度LED光源照明和定倍率的測量鏡頭，可有效地凸現被測微型鉆頭的刀口部分；軟件使用創科公司的高性能視覺軟件開發包CKVision，首先對圖像進行標定，然后運用其FindModel工具對刀口精確定位，接著根據獲取圖像應用各種測量工具進行幾何尺寸地分析測量，根據檢測結果和標準參數進行比較判斷是否是良品，并根據參數對不良品進行分類。由于產品種類很多，不同產品參數不同，所以增加任意更換產品參數和保存參數功能。
典型案例之 連接器端子尺寸測量系統
檢測任務：
檢測某連接器的相關尺寸(Pitch)以及圓角弧度
檢測要求：
檢測速度: 1200pin/min。
檢測精度：尺寸(Pitch)最大0.01mm，不同Gap尺寸精度不同；圓角：0.1度
檢測說明：
本系統是由深圳創科自動化控制技術有限公司為客戶開發的檢測系統。所檢測的產品為沖床出來的連接器端子，因此檢測系統直接安裝在沖床的外邊，直接檢測。本系統硬件采用黑白百萬象素CCD系統提高精度；使用高亮度LED光源照明，并屏蔽了環境光，既保證了系統光照的穩定性，又避免了外界燈光的干擾；鏡頭選用COMPUTAR百萬像素鏡頭，提高圖像的清晰度以確保系統的精度要求。
由于沖床的速度非常快，精度也非常高，因此對軟件的性能也要求非常高。本系統檢測和定位軟件運用CKVision進行二次開發，首先運用CKVision軟件的FindModel對端子進行快速精確定位，然后運用相關工具進行檢測，由于CKVision軟件的定位和檢測速度都非常塊，整個檢測時間只用了47ms，完全滿足客戶的1200pin/pcs。
3 缺陷檢測（Flaw Inspection）
“中國制造”需要真正意義的國際化，質量和生產率永遠是最核心的因素。現在國內許多制造商越來越認識到這一點，在工業現場機器視覺技術越來越多的用以監控生產過程和檢測產品質量，從而保證產品的性能和外觀質量。目前國內絕大多數生產線的產品檢測都是靠人力完成，不僅會增加公司的人力投入，也造成了效率低下，因此，用機器視覺技術來完成產品的缺陷檢測以及分類、分級有著巨大的市場需求，同時也是目前整個視覺行業比較熱衷的領域。深圳創科自動化控制技術有限公司目前在印刷質量和工件表面缺陷（如缺損、刮痕和污漬等）檢測方面有了不少成功的應用。以下是幾個比較典型的成功解決方案。
典型案例之 啤酒瓶蓋高速檢測系統
檢測項目：
啤酒瓶蓋的缺陷檢測
檢測內容：
1. 瓶蓋膠墊的損傷檢測
2. 瓶蓋膠墊缺損檢測
3. 瓶蓋齒型缺陷檢測（大小齒、齒的缺損）
4. 瓶蓋圖案套印錯誤
5. 瓶蓋圖案位置錯位
6. 瓶蓋圖案面臟污檢測
7. 檢測時間：2400pcs/min
檢測說明：
本系統是為一家OEM客戶定制的啤酒瓶蓋高速缺陷檢測系統，由于檢測時間要求非常短，因此采用高速處理視覺軟件包CKVision系統。在硬件方面主要選用了穩定均勻的LED光源和低變形率的百萬像素工業鏡頭，保證采集的圖象質量良好。處理器方面我們采用兩套視覺系統，分別對瓶蓋的膠墊面和圖案面進行同時檢測，以便節省檢測時間。
典型案例之 鍵盤表面缺陷檢測系統
檢測內容：
檢測鍵盤字符錯印、多印、漏印；檢測鍵盤整體偏移；檢測鍵盤上部圓形按鍵角度偏移
檢測要求：
要求多印、漏印或表面污漬的面積不能超過0.4mm×mm，整體偏移小于0 .5mm, 按鍵角度偏移小于1度。
系統說明：
鍵盤大小為5cm×4cm左右;一直以來機器視覺在生產中的應用主要集中在定位方面。而在表面檢測方面，由于種種原因機器視覺一直都得不到很好的應用，不難發現導致機器視覺不能很好發揮其功能的原因主要有以下幾個方面：
1. 待檢產品的表面缺陷不易被檢測到
2. 待檢產品的表面缺陷位置不易確定
3. 待檢產品的表面缺陷的大小有一定要求
4. 待檢產品的光線條件要求很高
5. 待檢產品往往印刷的顏色多樣
針對這些問題深圳創科自動化控制技術有限公司采用合理的光源，設計了封閉的照明系統，創造了一個光線穩定的相對封閉的工作環境，滿足了待檢產品對光照條件的要求。運用 ckvision視覺開發包，及其獨特的FindModel定位工具對鍵盤進行精確定位，然后用模板處理的方法對圖像進行處理，可以將鍵盤表面的劃痕，印刷不良，異物等表面缺陷完全檢測。
3.4 光學字符檢測/識別（OCV/OCR）
光學字符檢測（OCV）與光學字符識別（OCR）的區別在于前者僅需要證明字符的存在與對錯，而后者則需要知道是什么字符。OCV在電子/機械元器件型號檢測、各類印刷品印刷質量檢測等領域有著廣泛的應用；而OCR則在車輛車牌監控、產品生產日期提取和文本記錄等方便應用得更多。深圳創科自動化控制技術有限公司開發的鍵盤和啤酒瓶蓋檢測系統都包含OCV功能，特別是在針對圓柱形物體表面的印刷字符，由于受到傳送方式、圖像捕獲、光照條件等多方面的制約，因而在這些應用環境沒有得到普及，目前仍以人工檢測為主，而由深圳市創科自動化控制技術有限公司開發的保險管檢測系統成功地克服了OCV在柱體產品檢測上的瓶頸，該檢測方法也能夠推廣到其它各類立體表面印刷質量檢測，以下是部分成功案例。
典型案例之 保險管字符檢測系統
用途說明：
該設備用于檢測保險管兩端壓印字符缺陷，包括字符和認證標識漏印、印錯、印重以及壓印不完整。能夠克服人眼檢測疲勞引起的誤判，真正做到零缺陷，并且能夠顯著提高生產效率。
設備特性：
1，振動盤自動上料、具備自動分料、自動報警、達到連續運轉的自動化生產；
2，三個CCD相機同步拍照；
3，內潛強大的CKVision視覺處理軟件對壓印字符、認證標識進行實時處理；
4，凸現壓印字符的低角度照明方式；
5，伺服電機帶動轉盤迅速完成壞料剔除；
6，故障報警和方便的操作界面；
7, 檢查對象：Φ5*20mm的玻璃和陶瓷保險管（其它尺寸可選）；
8，生產速度：正常生產80pcs/min，生產速度視檢測內容的復雜程度可進一步提高；
9，使用壽命：正常使用及定期維護的條件下，設備的使用壽命達10年以上；
典型案例之 電子元器件上帶檢測系統
檢測內容
自動檢測識別和定位產品，輸出產品的位置信息和是否合格信息，并控制機械部分自動取料和分料。
檢測要求：
對料盤的產品進行自動檢測和分類，并根據檢測信息設計最優運動控制方案將產品自動分揀送到流水線上；定位精度：0.01mm；檢測速度：50ms/pcs。
系統說明：
由深圳市創科自動化控制技術有限公司設計的檢測系統采用上下位機方式分別控制，下位機為實際工作機械控制部分，實現對機械手等硬件的直接操作；上位機為人機界面及機器視覺檢測部分，人機界面實現人機交互操作，機器視覺檢測部分對產品進行取像定位，并根據結果分析及導航，得出最優的運動路線對產品進行取放。
該設備采用創科CKVISION視覺系統，并采用均勻高亮度的LED光源確保整個系統的光照穩定性，并使用性價比較高的CK-130M相機和COMPUTAR百萬像素鏡頭，以保證圖像的清晰度，軟件處理采用高性能的CKVision軟件開發包，該軟件平移精度可達1/40亞像素，旋轉精度可達0.01度，對于本系統的高精度及快速定位得以軟件保證。
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