电子、医疗、新能源等对精度要求严苛的行业中，传统点胶机依赖人工定位或机械限位，难以应对产品微小化、形态多样化的点胶需求。视觉点胶机通过集成“机器视觉系统”与“自动化点胶系统”，实现“实时识别-精准定位-动态调整”的闭环作业，将点胶精度从“毫米级”提升至“微米级”，成为高精度点胶场景的核心设备。其工作原理围绕“视觉感知”与“机械执行”的协同展开，需经历图像采集、图像处理、坐标校准、路径规划、同步点胶五大关键环节，以下从系统构成到具体流程进行详细解析。

一、视觉点胶机的核心系统构成

视觉点胶机并非简单的“点胶机 摄像头”组合，而是由五大核心系统构成的有机整体，各系统分工明确且紧密联动：

视觉采集系统：相当于设备的“眼睛”，由工业相机、镜头、光源三部分组成——工业相机负责将产品图像转化为数字信号，镜头决定成像清晰度与视野范围（根据产品尺寸选择定焦或变焦镜头），光源通过特定角度（如环形光、条形光）照射产品，消除反光、阴影等干扰，突出点胶区域的特征（如标记点、边缘轮廓）；

图像处理系统：相当于设备的“视觉大脑”，由图像处理器与专用算法组成，负责对采集到的图像进行分析、计算，提取点胶所需的关键信息（如点胶坐标、产品偏差值）；

运动控制系统：相当于设备的“手脚”，由X/Y/Z轴精密模组（或多轴机械臂）与伺服电机组成，根据视觉系统输出的坐标指令，带动点胶阀/针头按预设轨迹移动，实现精准走位；

点胶执行系统：包括供胶单元（如压力桶、螺杆泵）、点胶阀、针头，负责根据运动系统的节奏，将胶水按设定剂量挤出，核心是“出胶量与走位的同步匹配”；

中央控制系统：相当于设备的“总指挥官”，集成人机交互界面（触摸屏/操作软件），负责协调视觉、运动、点胶三大系统的工作时序，接收用户参数设置（如点胶模式、胶量大小），并存储点胶程序与图像数据。

这五大系统通过数据传输形成闭环：视觉系统将“看到的信息”转化为坐标数据，中央控制系统解析数据后向运动系统下达走位指令，同时同步控制点胶系统的出胶时机，确保“看”与“做”精准同步。

二、视觉点胶机的核心工作流程

视觉点胶机的工作流程可分为“图像采集-图像处理-坐标校准-路径规划-同步点胶-作业收尾”六个阶段，每个阶段都需依赖系统协同实现精度控制。

（一）准备阶段：为视觉识别与点胶作业搭建基础

正式作业前需完成“设备调试”与“参数设置”，核心是让视觉系统与点胶系统适配产品特性：

视觉系统调试：根据待点胶产品的材质（如金属、塑料、玻璃）与点胶区域特征（如圆形胶点、直线胶线），调整光源亮度与角度（例如玻璃产品易反光，需采用斜射条形光减少反光）、相机焦距与曝光时间（确保成像清晰，特征点无模糊），并通过“图像预览”确认采集到的图像能清晰呈现点胶区域；

点胶参数设置：通过中央控制系统的人机界面，输入胶水类型（如UV胶、热熔胶）、点胶模式（如单点胶、连续胶线、填充胶）、胶量参数（如出胶压力、出胶时间/螺杆转速），并根据产品厚度设置针头与产品表面的初始高度（避免针头刮伤产品或距离过远导致胶点偏移）；

基准模板建立：将“标准样品”（无偏差的待点胶产品）放置在工作台上，视觉系统采集标准样品的图像，图像处理系统提取样品上的“基准特征”（如2-3个标记点、产品边缘的拐点），并将这些特征的坐标存储为“基准模板”，作为后续批量产品定位的参照标准。

（二）图像采集阶段：让设备“看清”产品与点胶区域

当待点胶产品通过输送带或人工放置到工作台后，视觉采集系统启动工作，核心是“获取清晰、无干扰的产品图像”：

触发采集：工作台的传感器（如光电传感器、接近开关）检测到产品到位后，向中央控制系统发送“产品就绪”信号，系统随即指令视觉采集系统启动；

光源适配：根据准备阶段预设的光源参数，光源模块自动调节亮度与照射角度，例如对表面凹凸不平的产品，采用环形光从四周均匀照射，避免局部阴影遮挡点胶区域；

图像拍摄：工业相机在光源稳定后，按预设的拍摄频率（通常为每秒10-30帧）拍摄产品图像，图像数据通过数据线实时传输至图像处理系统——若产品尺寸较大（如光伏组件、大尺寸电路板），会采用“多相机拼接”或“相机移动拍摄”的方式，获取产品完整图像，确保无视觉盲区。

（三）图像处理阶段：从图像中“提取”点胶所需的关键信息

图像处理是视觉点胶机的“核心技术壁垒”，通过专用算法将原始图像转化为“可执行的坐标数据”，核心步骤包括：

图像预处理：先对原始图像进行“降噪”（通过滤波算法去除图像中的杂点、干扰像素）、“增强”（调整对比度、亮度，让点胶区域特征更明显）、“二值化”（将图像转化为黑白两色，黑色代表背景，白色代表点胶区域或基准特征），消除环境光、产品污渍等因素对后续分析的影响；

特征提取：图像处理系统调用预设的“特征识别算法”，从预处理后的图像中找到与“基准模板”对应的特征点（如标记点、圆形胶点的圆心、矩形胶线的顶点）。例如识别圆形标记点时，算法会先找到图像中的圆形轮廓，再计算轮廓的圆心坐标与半径；识别产品边缘时，算法会通过“边缘检测算子”（如Sobel算子、Canny算子）找到灰度值突变的像素点，连成连续的边缘线条；

偏差计算：将当前产品的特征点坐标与“基准模板”的特征点坐标进行比对，计算两者在X轴（水平方向）、Y轴（垂直方向）的偏移量，以及产品的旋转角度偏差（如产品放置时顺时针旋转了2°）。例如基准模板中标记点A的坐标为（100,200），当前产品中标记点A的坐标为（100.2,200.1），则X轴偏移 0.2mm，Y轴偏移 0.1mm，旋转偏差为0°。

（四）坐标校准阶段：让点胶路径与产品实际位置“对齐”

由于产品放置时可能存在偏移、旋转，若直接按“基准模板”的坐标点胶，会导致胶点偏离目标区域。坐标校准阶段的核心是“根据图像处理结果，调整点胶坐标”，确保点胶路径与产品实际位置完全匹配：

坐标转换：中央控制系统根据图像处理系统输出的“偏移量”与“旋转角度”，通过“坐标变换算法”（如affine变换、透视变换），将预设的“基准点胶坐标”（基于基准模板设定的坐标）转换为“实际点胶坐标”。例如基准点胶坐标为（50,100），产品X轴偏移 0.2mm、Y轴偏移 0.1mm，则实际点胶坐标调整为（50.2,100.1）；若产品旋转2°，则需通过三角函数计算，修正每个点胶坐标的X、Y值，确保胶点仍落在目标区域；

动态校准验证：为避免算法误差导致校准不准，部分高精度视觉点胶机会增加“动态验证”步骤——运动系统带动相机移动至调整后的点胶坐标上方，再次拍摄局部图像，确认实际点胶坐标与产品目标区域的偏差是否在允许范围内（通常要求偏差≤0.01mm）。若偏差超标，系统会重新计算偏移量，二次调整坐标，直至达标；

Z轴高度校准：若产品表面存在高低差（如曲面产品、带凸起结构的产品），视觉系统会通过“3D视觉模块”（如激光轮廓传感器）测量产品表面各点的高度，中央控制系统根据高度数据调整Z轴（针头高度），确保针头在不同点胶位置都能保持与产品表面的最佳距离，避免因高度偏差导致胶量不均或针头刮伤产品。

（五）路径规划阶段：规划“高效、无碰撞”的点胶轨迹

坐标校准完成后，中央控制系统需根据点胶需求（如胶点数量、胶线形状），规划运动系统的移动轨迹，核心目标是“兼顾精度与效率，避免针头碰撞产品”：

轨迹生成：系统根据“实际点胶坐标”，按“最短路径原则”生成运动轨迹。例如点胶顺序为A→B→C→D时，系统会计算A到B、B到C、C到D的直线距离，选择总路径最短的顺序；若点胶区域为不规则图形（如圆形、多边形），系统会生成“轮廓跟随轨迹”，确保胶线沿图形边缘均匀分布；

速度规划：根据轨迹的复杂程度调整运动速度——直线轨迹可采用较高速度（如50-100mm/s），曲线轨迹或转角处需降低速度（如10-30mm/s），避免因离心力导致针头偏移；同时，系统会将运动速度与点胶系统的出胶速度关联，高速移动时适当增加出胶量，低速移动时减少出胶量，确保胶线粗细一致；

碰撞检测：系统通过“虚拟仿真”技术，在实际运动前模拟针头的移动轨迹，检查轨迹是否会与产品上的凸起结构（如元器件、卡扣）发生碰撞。若存在碰撞风险，系统会自动调整Z轴高度（如在碰撞区域提升针头高度）或优化轨迹路径，确保作业安全。

（六）同步点胶阶段：实现“走位”与“出胶”的精准协同

路径规划完成后，中央控制系统指令运动系统与点胶系统同步工作，核心是“在正确的时间、正确的位置，挤出正确剂量的胶水”：

时序同步：运动系统带动针头移动至第 一个“实际点胶坐标”时，中央控制系统向点胶系统发送“出胶指令”，点胶阀打开，胶水按预设参数（压力、时间）挤出；当针头移动至点胶区域终点时，系统发送“停胶指令”，点胶阀关闭，避免胶水残留滴漏；

动态调整：若在点胶过程中，视觉系统通过“实时复拍”（每隔一定时间或移动一定距离拍摄一次图像）发现产品存在新的偏移（如输送带震动导致产品移位），图像处理系统会立即重新计算偏差量，中央控制系统同步调整运动轨迹与点胶坐标，实现“动态追加点胶”，避免因产品移位导致胶点偏差；

胶量监控：部分视觉点胶机会在点胶阀或针头处安装“胶量检测传感器”（如激光传感器、称重传感器），实时监测出胶量。若检测到胶量过多（如溢胶）或过少（如断胶），系统会立即调整出胶压力或时间，同时暂停作业并向操作人员发出报警，确保点胶质量。

（七）作业收尾阶段：保障设备清洁与数据追溯

单批次产品点胶完成后，设备进入收尾阶段，核心是“维护设备状态”与“记录作业数据”：

针头清洁：运动系统带动针头移动至“清洁工位”，通过酒精擦拭、高压气吹、溶剂冲洗等方式，清理针头外残留的胶水，防止胶水固化堵塞针头（尤其是UV胶、热熔胶等快速固化胶水）；若使用点胶阀，系统会启动“阀口自清洁”功能，清除阀体内残留的胶水；

数据存储与追溯：中央控制系统自动记录本次作业的关键数据，包括点胶产品数量、每个产品的点胶坐标偏差值、出胶参数、作业时间、设备运行状态等，并将数据上传至工厂MES系统（制造执行系统）或本地数据库。若后续产品出现质量问题，可通过产品编号追溯对应的点胶数据，快速定位问题原因（如参数设置错误、设备精度下降）；

设备自检：系统对视觉采集系统（如相机是否正常成像、光源是否亮度达标）、运动系统（如各轴移动是否顺畅、定位精度是否达标）、点胶系统（如出胶是否正常、有无漏胶）进行自检，若发现异常（如相机模糊、电机异响），立即发出报警并显示故障位置，便于操作人员及时维护。

视觉点胶机的工作原理，本质是“用机器视觉替代人眼判断，用自动化执行替代人工操作”，通过“图像采集-处理-校准-执行”的闭环流程，实现“无需夹具、自动定位、动态调整”的高精度点胶。其核心并非单纯增加“视觉模块”，而是让视觉系统与运动、点胶系统深度融合，形成“感知-决策-执行”的智能协同机制。