基于机器视觉的定位检测技术及实践案例：如何达成高效精准定位？

随着工业自动化的迅猛发展，制造商在生产过程中常面临各类不良品问题，如部件贴合偏差、产品畸形、标签偏移等。当人工检测难以满足高精度要求时，机器视觉系统的定位/对准/对位功能，成为攻克高精度制造难题的核心手段。在多项关键工序中，该技术已成功实现精准作业，例如：玻璃印刷电路板定位、标签及条码偏移测量、IC芯片方向辨别、食品容器盖偏移检测、机械手视觉定位控制等。

一、如何实现快速准确的定位？

实现生产工序高效化的关键，在于瞬间精准检测工件与设备、工作台的位置关系，并实施精密控制。若检测精度不足，易导致不良品产生；若检测与控制存在时滞，则会降低生产效率。作为工厂自动化（FA：Factory Automation）的核心支撑，快速精准的定位/对准功能不可或缺，而机器视觉系统凭借其优势，应用场景正持续拓展。

二、定位/对准中的课题

在液晶面板生产等场景中，玻璃、薄膜贴附等工序对定位精度要求极高。尽管机器视觉系统在定位领域的普及率逐步提升，但传统应用仍面临诸多挑战：校正过程耗时耗力、处理逻辑黑匣子化导致通用性不足、高精度高速定位依赖专业知识、精度难以达标限制实际应用。

近年来，随着自动校正功能的普及与对位精度的迭代升级，这些课题正逐步得到解决。自动校正功能可无需人工干预完成校准，配合精度优化技术，大幅降低了操作门槛与应用局限，推动视觉定位技术走向规模化落地。

三、视觉系统定位的流程

不同视觉系统的定位流程存在差异，但核心逻辑一致。以玻璃贴合工序为例，其基本流程如下：

1. 自动校正：通过图形搜索技术检测对准标记位置信息，计算载物台轴方向及旋转中心位置，完成系统校准。

2. 基准位置注册：移动目标工件，记录并注册标准目标位置，作为后续对位的参照基准。

3. 对准测量：实时检测目标工件的实际位置，计算与基准位置的偏差补正量。

4. 精准定位：将偏差数据反馈至PLC等上位系统，控制载物台调整位置，实现精准定位。

四、机器视觉定位的优势

1. 图形搜索赋能高精度检测：图形搜索是视觉定位的核心技术，可自动识别基准图像、定位标记（对准标记），结合镜头失真校正、滤波器等功能，实现微米级精度的位置检测。

2. 自动校正提升生产效率：针对传统坐标控制中工件与工作台偏移、检测精度不足等问题，升级后的图形搜索技术实现了高速高精度自动校正，无需人工干预，大幅提升生产连续性。

3. 灵活适配多元检测需求：依托高像素视觉系统与技术迭代，不仅能精准检测对准标记，还可根据场景需求，实现印刷电路板隅角虚拟交点检测、晶圆槽定位等个性化定位，适配复杂工况。

五、超高像素相机对定位技术

为解决低像素相机在复杂场景中的应用局限，2100万像素超高像素相机应运而生，针对性攻克传统设备的核心痛点，进一步拓展视觉定位的应用边界。

（一）解决传统低像素相机痛点

- 复杂形状检测不稳定：对于R角较多、轮廓复杂的产品，低像素相机易出现角部检测偏差，超高像素相机可完整拍摄产品全貌，实现高精度轮廓检测，保障定位稳定性。

- 多产品切换繁琐：低像素相机需缩小拍摄视野以保证精度，多品种生产时需频繁调整相机布局，耗时耗力；超高像素相机可固定视野覆盖全尺寸产品，无需切换布局，适配柔性生产线，同时支持多产品统一检测。

- 工序集成度低：低像素相机难以兼顾定位与外观、尺寸检测，需多设备配合；超高像素相机可一次性拍摄产品全貌，同步完成定位对准与整体外观、尺寸检测，缩小设备体积，优化生产线布局。

六、具体的应用

随着产品高精度化需求升级，视觉定位技术在各行业的应用日益广泛，以下为三大核心场景案例：

1. 汽车车身组装定位：工业机械手在车门、车身焊接、搬运等工序中，传统原点搜索、坐标示教耗时久，且需根据产品个体差异微调。通过视觉系统检测定位孔位置，实时控制机械手动作，规避个体偏差，实现高效精准组装。

2. 半导体晶圆图形偏移检测：晶圆片图形水平偏移为半导体制造中的致命缺陷，传统依赖光学显微镜检测，效率低且精度有限。采用2100万像素彩色相机（如XG-X系列），可精准检测晶圆片旋转方向、图形位置偏移，保障半导体元件质量。

3. 小型电子部件组装：智能手机、平板电脑等设备小型化趋势下，电子部件组装精度要求大幅提升。超高像素相机可清晰捕捉芯片细微结构，实现高精度对准，解决细小部件组装偏差问题，适配微型化制造需求。

未来，随着视觉算法优化、高像素硬件升级及智能化技术融合，机器视觉定位/对准技术将进一步突破精度与效率瓶颈，成为工业自动化升级的核心驱动力，赋能更多高端制造场景实现提质增效。