探析3D智能傳感器在智能制造中的應(yīng)用

隨著“中國(guó)制造2025”概念的提出，工業(yè)自動(dòng)化成為未來(lái)的主流，AI技術(shù)的發(fā)展為行業(yè)帶來(lái)了核心驅(qū)動(dòng)力，傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。對(duì)企業(yè)而言，如何利用最新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)工廠的“智能化”至關(guān)重要，毫無(wú)疑問(wèn)，質(zhì)量和效率將成為制造商競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵指標(biāo)。智能制造作為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，機(jī)器在自動(dòng)化中扮演的角色越來(lái)越重要，機(jī)器視覺(jué)成為了智能工廠的“標(biāo)配”。機(jī)器視覺(jué)是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，從而提高生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。隨著3D檢測(cè)與AI技術(shù)的結(jié)合，兼?zhèn)?D量測(cè)和3D機(jī)器人引導(dǎo)的智能傳感器大有可為，它不僅能實(shí)現(xiàn)機(jī)器操作的可視化，還可以通過(guò)信息處理進(jìn)行控制決策，成為如今最熱門(mén)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)。作為全球領(lǐng)先的3D掃描和檢測(cè)供應(yīng)商LMI Technologies（以下簡(jiǎn)稱(chēng)LMI），在過(guò)去的四十多年，LMI一直致力于為消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化、新能源、汽車(chē)制造、木材加工、輪胎生產(chǎn)和道路檢測(cè)等行業(yè)提供3D在線(xiàn)檢測(cè)解決方案。近日，LMI在深圳發(fā)布了三款全新的3D檢測(cè)產(chǎn)品，在業(yè)內(nèi)引起了廣泛的關(guān)注。發(fā)布會(huì)結(jié)束后，LMI首席執(zhí)行官Terry Arden先生，銷(xiāo)售副總裁Len Chamberlain先生及技術(shù)總監(jiān)Chi Ho先生與OFweek電子工程網(wǎng)等媒體進(jìn)行了交流與探討。

工廠智能化面臨的挑戰(zhàn)

智能制造涵蓋很多的內(nèi)容，如設(shè)備的通信和交互能力、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力、機(jī)器的檢測(cè)和處理能力等，在推動(dòng)工程智能化的進(jìn)程中，對(duì)制造工藝要求更高，對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的功能、精度和安全性等同樣有新要求。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中，很多產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)靠人工檢測(cè)來(lái)完成，在現(xiàn)代化流水線(xiàn)后經(jīng)常可看到很多檢測(cè)工人來(lái)執(zhí)行這道工序，給企業(yè)帶來(lái)成本和管理成本的同時(shí)，卻無(wú)法保證百分百的檢驗(yàn)合格率。隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的突破，采用機(jī)器視覺(jué)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成質(zhì)量檢查工作，可大大提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于被測(cè)物體的多樣化及機(jī)械誤差的影響，使得整個(gè)檢測(cè)過(guò)程很難維持在平穩(wěn)狀態(tài)，這對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的穩(wěn)定性要求很高，從光源照明、圖像采集到圖像存儲(chǔ)和處理都需要更強(qiáng)的持續(xù)運(yùn)作能力，還要盡量采集到突出檢測(cè)對(duì)象的圖像，這樣才能為生產(chǎn)或質(zhì)檢工作提供技術(shù)支持。

三款全新的3D檢測(cè)產(chǎn)品助力智能制造

依次是Gocator?2500系列、GoMax?智能視覺(jué)加速器、Gocator?3504 3D智能快照式傳感器

2D視覺(jué)無(wú)法檢測(cè)一個(gè)物體的3D幾何數(shù)據(jù)，而3D檢測(cè)可提供物體形狀和空間幾何尺寸，并將這些重要的數(shù)據(jù)傳輸給工廠網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，真正意義上提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)高節(jié)拍的生產(chǎn)要求。自動(dòng)化和在線(xiàn)質(zhì)量控制正在使工廠變得更加智能，3D智能傳感器正在為很多客戶(hù)解決在線(xiàn)檢測(cè)的應(yīng)用難題。“正是3D智能傳感器的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，它才能幫助客戶(hù)走在智能制造的前沿，一起應(yīng)對(duì)全球工業(yè)智能化帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?！盩erry Arden說(shuō)道。面對(duì)這些挑戰(zhàn)，只有那些積極、主動(dòng)為客戶(hù)解決難題的企業(yè)才能贏得客戶(hù)的青睞。如今的3D智能傳感器已被廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)化、質(zhì)量檢查和過(guò)程優(yōu)化，為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)制造過(guò)程提供可操作的數(shù)據(jù)。Terry Arden先生表示，LMI公司的使命是致力于為機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)開(kāi)拓創(chuàng)新的產(chǎn)品，為客戶(hù)提供高效、成熟的解決方案和卓越的服務(wù)，同時(shí)開(kāi)拓更多的應(yīng)用。

大部分的工廠有三種檢測(cè)方式，一是首件檢測(cè)，二是隨機(jī)抽樣檢查，三是100％零部件在線(xiàn)檢測(cè)，第三種檢測(cè)方式是制造商最想要的，這種檢測(cè)方式意味著裝配線(xiàn)上的每個(gè)零部件都被檢查，測(cè)證每個(gè)零部件是否合格。這種在線(xiàn)檢測(cè)通常使用線(xiàn)激光線(xiàn)輪廓傳感器，掃描傳送帶上的運(yùn)動(dòng)的零部件，來(lái)完成在線(xiàn)檢測(cè)。Terry Arden先生表示，與需要使用外部控制器和第三方軟件的標(biāo)準(zhǔn)傳感器不同，一體式Gocator?三維智能傳感器集成三維掃描、測(cè)量和控制輸出于一體而無(wú)需任何額外電腦或控制器，在線(xiàn)生產(chǎn)速度下實(shí)現(xiàn)全檢測(cè)。

LMI公司的目標(biāo)是持續(xù)推進(jìn)3D智能傳感器技術(shù)并引領(lǐng)繼續(xù)成為行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍人物，新發(fā)布的三款產(chǎn)品正符合當(dāng)前和未來(lái)的3D機(jī)器視覺(jué)最重要的需求。Terry Arden先生提到，全新的Gocator?2500系列激光輪廓傳感器產(chǎn)品具有極高掃描速度、超高分辨率和設(shè)計(jì)緊湊等特點(diǎn)，是為小型電子產(chǎn)品市場(chǎng)的高速在線(xiàn)檢測(cè)而設(shè)計(jì)的，在掃描極具挑戰(zhàn)的目標(biāo)物表面時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異；GoMax?智能視覺(jué)加速器利用多GPU處理的最新技術(shù)，能保證機(jī)器在高速運(yùn)行的同時(shí)，在線(xiàn)處理大量的圖像數(shù)據(jù)，客戶(hù)只需將GoMax?添加到單個(gè)或多個(gè)Gocator傳感器網(wǎng)絡(luò)，即可加快整體掃描速度并縮短檢測(cè)周期；Gocator?3504快照傳感器采用緊湊的工業(yè)外形和立體快照設(shè)計(jì)，擁有卓越的分辨率、高測(cè)量精度和穩(wěn)定性，適用于掃描和檢測(cè)相對(duì)靜止的小部件目標(biāo)物，或機(jī)械臂搭載快照傳感器執(zhí)行拾取、視覺(jué)引導(dǎo)及自動(dòng)化裝配檢測(cè)等。

LMI首席執(zhí)行官Terry Arden先生表示，通過(guò)連接Gocator?內(nèi)置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)運(yùn)用Gocator加速器在傳感器和PC之間分配處理的能力，為工廠提供了一個(gè)有效的檢測(cè)解決方案，可以在線(xiàn)對(duì)制造零件、組件和成品實(shí)現(xiàn)100％的質(zhì)量控制。

三款產(chǎn)品有哪些技術(shù)創(chuàng)新？

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的創(chuàng)新，推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化、智能工廠的快速發(fā)展，同時(shí)為更多的行業(yè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。作為一家技術(shù)創(chuàng)新型公司，LMI的核心技術(shù)幫助客戶(hù)提高產(chǎn)品利潤(rùn)并且快速搶占市場(chǎng)先機(jī)?！靶峦瞥龅娜町a(chǎn)品對(duì)于掃描有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)物，處理效果得到改進(jìn)和優(yōu)化。如Gocator?2500系列的智能3D激光線(xiàn)輪廓傳感器具有超高的檢測(cè)速度和精度，Gocator?2510和2520是目前市場(chǎng)上速度最快的Gocator?線(xiàn)輪廓傳感器，產(chǎn)品采用了定制化的高速成像技術(shù)、優(yōu)化的光學(xué)設(shè)計(jì)、專(zhuān)用的FPGA處理、內(nèi)置點(diǎn)云算法和復(fù)雜的點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成等，讓產(chǎn)品性能大大提升?！盠MI技術(shù)總監(jiān)Chi Ho說(shuō)道。即插即用的GoMax是一種經(jīng)濟(jì)高效的硬件解決方案，允許用戶(hù)加速任何Gocator?3D智能傳感器，極大地滿(mǎn)足在線(xiàn)生產(chǎn)速度。Chi Ho表示，這款產(chǎn)品是圍繞分布式設(shè)計(jì)的，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)概念之間通過(guò)共享數(shù)據(jù)處理負(fù)荷傳感器和專(zhuān)用multi-GPU處理器，當(dāng)GoMax?連接傳感器，傳感器即可投入加速模式,同時(shí)具備專(zhuān)屬GB/s級(jí)別算力和異常發(fā)生時(shí)自動(dòng)恢復(fù)等功能，所有Gocator算法工具均可在GoMax上運(yùn)行。LMI技術(shù)總監(jiān)Chi Ho表示，Gocator?3504 智能3D快照式傳感器是一款最快速度達(dá)6Hz，橫向精度達(dá)到7μm的快照智能傳感器。這款傳感器可應(yīng)于消費(fèi)電子和醫(yī)療行業(yè)，如引腳檢測(cè)、線(xiàn)檢測(cè)、表面平整度檢測(cè)和支架檢測(cè)等。他提到，Gocator?3504 采用工業(yè)級(jí)立體相機(jī)設(shè)計(jì)，有著非常堅(jiān)固耐用的工業(yè)外殼，無(wú)需運(yùn)動(dòng)平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)，這款產(chǎn)品利用了很多新技術(shù)提高性能，如傳感器搭載500萬(wàn)像素成像芯片，通過(guò)一次掃描可獲得多處微小特征數(shù)據(jù)，它是目前業(yè)內(nèi)分辨率和精度最高的結(jié)構(gòu)光傳感器。

產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用狀況如何？

三款新品的技術(shù)創(chuàng)新為產(chǎn)品帶來(lái)了更廣闊應(yīng)用，與之前的產(chǎn)品相比較，線(xiàn)激光輪廓G2500系列、G3504快照結(jié)構(gòu)光傳感器和GoMax智能視覺(jué)傳感器的性能都有很大程度的提升?！靶庐a(chǎn)品的發(fā)布將繼續(xù)推動(dòng)工廠的智能化，公司的技術(shù)將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線(xiàn)質(zhì)量控制、自動(dòng)化和物料優(yōu)化，通過(guò)三款新品，LMI為機(jī)器視覺(jué)客戶(hù)提供全面的服務(wù)，并致力于不斷滿(mǎn)足其特定的應(yīng)用需求?！盠MI銷(xiāo)售副總裁Len Chamberlain先生對(duì)媒體說(shuō)道。

制造廠商們迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇

在全球智能制造的浪潮下，傳統(tǒng)廠商也面臨著抉擇，在提高工廠智能化管理與生產(chǎn)效率的同時(shí)，也給工程帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)安全、資本壓力等諸多難題，如何選擇最合適的技術(shù)為工廠“賦能”成為企業(yè)思考的重點(diǎn)。眾所周知，中國(guó)是世界的制造工廠，目前全球的知名企業(yè)都把生產(chǎn)工廠放在中國(guó)，機(jī)器代替人工操作已成為市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰的必然選擇。機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)有著非常廣闊的前景，中國(guó)在全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)中的地位越來(lái)越高。雖然當(dāng)前整個(gè)行業(yè)面臨著許多的挑戰(zhàn)，但在智能化的趨勢(shì)下，企業(yè)必須當(dāng)機(jī)立斷，運(yùn)用3D智能傳感技術(shù)提高生產(chǎn)質(zhì)量和改善生產(chǎn)效率。當(dāng)企業(yè)走在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的前面，就抓住了行業(yè)的機(jī)遇，成為未來(lái)的領(lǐng)導(dǎo)者。LMI公司非常重視與OEM，系統(tǒng)集成商和分銷(xiāo)商建立和維護(hù)成功的長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系。LMI首席執(zhí)行官Terry Arden先生表示，LMI公司希望與和合作伙伴協(xié)作共進(jìn)，幫助工程師了解3D智能傳感器的使用和優(yōu)化，為客戶(hù)提供最佳的3D掃描和檢測(cè)解決方案，實(shí)現(xiàn)雙贏。