[发明专利]机器视觉检测系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及机器视觉检测系统，并且具体涉及用于在这些系统中创建和编辑零件程序的方法。

背景技术

精确机器视觉检测系统（或简称“视觉系统”）可用以获得检测对象的精确尺寸测量并检测各种其它对象特征。这种系统可包括计算机、照相机和光学系统，和可沿多个方向移动以允许照相机扫描被检测工件特征的精密平台。一个市售的示范性现有技术系统是计算机视觉系统的QUICK系列和位于伊利诺伊州奥罗拉的三丰美国公司(MAC)出售的软件。例如，在2003年1月出版的QVPAK3D CNC Vision Measuring Machine User's Guide和1996年9月出版的QVPAK3D CNC Vision Measuring Machine Operation Guide中大体描述了视觉系统的QUICK系列和软件的特征和操作，上述文献中的每一个都以引用的方式全文并入本文。例如，QV302Pro模型例示的这种产品能够使用显微镜型光学系统来提供各种放大率的工件图像，且必要时移动平台来旋转工件表面超过任何单个视频图像的限制。考虑到这些系统的所需放大率、测量分辨率和物理尺寸限制，单个视频图像通常包括被观察或检测工件的一部分。

机器视觉检测系统通常利用自动视频检测。美国专利号6,542,180教导这种自动视频检测的各种方面，并以引用的方式全文并入本文。像’180专利中所教导的，自动视频检测计量仪器通常具有允许用户定义每个特定工件配置的自动检测事件顺序的编程能力。这可以通过文字编程或通过存储对应于用户在图形用户界面帮助下执行的检测操作的顺序的机器控制指令的顺序来逐步“学习”检测事件顺序的记录模式或通过两种方法的组合来实施。这种记录模式常称为“学习模式”或“训练模式”。一旦在“学习模式”中定义检测事件顺序，那么这种顺序就可用以在“运行模式”期间自动获取（并另外分析或检测）工件的图像。

视频工具（或简称“工具”）和其它图形用户界面特征可手动用来实现人工检测和/或机器控制操作（在“手动模式”中）。在学习模式期间也可记录它们的设置参数和操作，从而创建自动检测程序或“零件程序”。例如，视频工具可包括边缘/边界检测工具、自动对焦工具、形状或模式匹配工具、尺寸测量工具等等。其它图形用户界面特征可包括与数据分析、逐步重复回路编程等有关的对话框。例如，这些工具通常用在各种市售机器视觉检测系统中，例如上文讨论的视觉系统的QUICK系列和相关软件。

包括特定检测事件顺序（即，怎样获取每个图像和怎样分析/检测每个获得图像）的机器控制指令通常存储为针对特定工件配置的“零件程序”或“工件程序”。例如，零件程序定义怎样获取每个图像，例如，怎样相对于工件放置照相机、在什么照明度、在什么放大级等。另外，零件程序定义怎样例如通过使用例如边缘/边界检测视频工具的一个或多个视频工具来分析/检测获得图像。

编辑机器视觉检测系统的零件程序是比编辑机器工具或装配机器人的程序等更复杂的任务。例如，机器视觉检测系统的零件程序包括控制操作和/或提供至少部分基于执行程序的先前部分确定的结果和/或基于用以提供对于检测操作至关重要的图像的特定工件例子的基于图像测量结果的后部分。另外，特定图像所需的需要照明和/或曝光时间可取决于工件的特定例子。另外，如果用户保存部分完整的零件程序并在稍后召回零件程序以改变或完成编程，那么可能不知道是否在中间时期发生了可能对继续编辑零件程序产生不利影响的某些类型的改变（例如，环境条件的改变、平台上不利移动的部分等）。出于这样的担忧，标准做法是一些这样的系统从头实际执行零件程序的所有指令，甚至并包括对零件程序指令的任何可能性的另外修改或添加，从而证实修改和/或添加是基于它们操作的真实条件集来编程的。然而，执行零件程序的所有指令来提供对指令修改或添加的真实操作条件对于大零件程序（例如，包括大量图像获取和/或特征检测的大零件程序）来说是不可行的，所述大零件程序尤其常用于向宏观对象（例如，跨越数十或数百毫米的对象）提供微观检测（例如，微分辨率测量）的机器视觉检测系统。需要一种能在编辑操作期间在短时间内（例如，接近“实时”）可靠更新操作条件，并允许更快速、有效、直观、弹性且强健地创建并编辑精确机器视觉检测系统的零件程序的编辑环境。

发明内容

本发明内容介绍下文具体实施方式中还要描述的简化形式的概念集。本发明内容并不旨在标识所请求主题的重要特征，也不旨在用于帮助确定所请求主题的范围。