工業(yè)用視覺傳感器主流產(chǎn)品分析

　　工業(yè)用傳感器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲(chǔ)的電子信號或其它形式訊息。工業(yè)用傳感器是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量，可以說，沒有眾多質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的工業(yè)傳感器，就沒有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)體系。工業(yè)傳感器增長最快的領(lǐng)域是視覺傳感器。

　　對于檢測物位置不確定，檢測物特性較復(fù)雜的檢測，就需要使用到視覺傳感器。在生產(chǎn)現(xiàn)場，通過采用視覺傳感器檢測零部件，可避免次品外流。視覺傳感器主要由捕捉檢查對象物體（拍攝）用的攝像頭以及處理圖像的控制器組成。通過攝像頭捕捉圖像信息，檢測拍攝對象的數(shù)量、位置關(guān)系、形狀等特點(diǎn)，用于判斷產(chǎn)品是否合格或?qū)z驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送給機(jī)器人等其它生產(chǎn)設(shè)備。例如，在檢查電視或手機(jī)用微小電子零部件的電極污跡方面，每分鐘可檢測數(shù)以千計(jì)的零部件。還可用于檢測手機(jī)操作部分的傷痕、污跡以及印刷效果等。

　　圖像處理正在將成為最關(guān)鍵、最具挑戰(zhàn)性的傳感器技術(shù)之一。就在不久前，把視覺傳感器集成應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中還有相當(dāng)?shù)碾y度，而且代價(jià)昂貴。今天，視覺傳感器已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中有了廣泛的應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)的解決方案，其在復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中體現(xiàn)出了更佳的性價(jià)比。市面上提供視覺傳感器的廠家并不多，主流品牌有SICK、康耐視，倍加福，西門子，Banner，歐姆龍，SensoPart，RENYWELL等，下面例舉一些它們的主要產(chǎn)品及性能特征。

　　主流視覺傳感器枚舉

　　SICK Inspector PIM60視覺傳感器具備這些特征：高速的定位、檢查及測量性能，同時(shí)擁有多種檢查功能：斑點(diǎn)分析、模板匹配、邊緣查找及像素計(jì)算，圖像標(biāo)定功能（測量結(jié)果以mm為單位），支持EtherNet/IP 和TCP/IP通訊功能，可通過網(wǎng)頁瀏覽器監(jiān)控實(shí)時(shí)圖像及結(jié)果，允許用戶制作自己的人機(jī)界面（Web API）。應(yīng)用包括：機(jī)器人抓取定位，零部件組裝檢查、定位、尺寸測量（直徑、角度、距離等），太陽能硅片邊緣缺陷檢查，包裝物標(biāo)簽檢測，AGV 視覺導(dǎo)航等。

　　康耐視Checker 視覺傳感器是一款一體化工業(yè)傳感器，每分鐘能夠檢測和檢查6，000 個(gè)工件，內(nèi)置攝像頭、處理器、照明、光纖和 I/O – 所有這些元件都集成于一個(gè)體積小巧、可適應(yīng)狹窄空間的工業(yè) IP67 外殼中。能顯示和錄制影像，無需昂貴的安裝定位，也無需 PLC 編程，并做到用較少的工業(yè)傳感器取代多個(gè)照片電子傳感器。

　　目前倍加福的視覺傳感器主要分兩大類，標(biāo)準(zhǔn)視覺傳感器VOS300系列，工作流程：圖像捕捉-位置效驗(yàn)-特性檢測-結(jié)果輸出。特性分析。內(nèi)置灰度處理法、梯度處理法、對比度處理法、模式識別法、輪廓識別法，可通過PC用軟件選擇設(shè)置。行業(yè)專用視覺傳感器，如VOS120精定位傳感器，用于自動(dòng)化立體倉庫的精確定位。據(jù)悉，倍加福不僅為工廠自動(dòng)化工程量身定制解決方案，還針對各式各樣的圖像處理技術(shù)要求提供合適的視覺產(chǎn)品：從可編程設(shè)備到用戶要求、定制各種視覺傳感器集成方案。

　　西門子視覺傳感器系列適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用，不受污染、振動(dòng)或溫度的影響，視覺傳感器可根據(jù)顏色或形狀進(jìn)行自動(dòng)檢查，并對公用硬設(shè)備的準(zhǔn)確性、完好性或位置進(jìn)行監(jiān)控。以視覺傳感器SIMATIC VS120為例，它由照明裝置、分析單元、傳感器和電纜組成。 可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)安裝并投入運(yùn)行。 因?yàn)椴僮鞣浅：唵?，無需培訓(xùn)，只需將系統(tǒng)編程為“已示教”，即使是非專業(yè)人員也可立即上手。 典型的應(yīng)用領(lǐng)域有Pick & Place（撿取）應(yīng)用中的位置查明，生產(chǎn)過程中的存在檢查和位置檢查，輸送技術(shù)中的位置控制等。優(yōu)點(diǎn)是最多針對 15 個(gè)示教對象的分類功能，快速開始運(yùn)轉(zhuǎn)，無需圖形處理方面的知識 ，無需編程（可示教 64 個(gè)模型），簡單的輸送單元在無附加控制器的情況下實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的解決方案，與 PROFIBUS DP/PROFINET 或串行接口的簡單連接，通過在 HMI 系統(tǒng)（例如 WinCC）內(nèi)的集成實(shí)現(xiàn)多種方式的系統(tǒng)診斷、遠(yuǎn)程控制和過程控制。

　　SensoPart為太陽能電池領(lǐng)域推出的VISOR Solar 視覺傳感器，幫助太陽能電池芯片處理過程中實(shí)時(shí)檢測芯片質(zhì)量，以及確定在拾取和安置芯片時(shí)的精確位置。此款智能相機(jī)的操作并不需要任何圖像處理知識，只需通過按鍵點(diǎn)擊幾下，便可輕松配置任務(wù)?！　≈悄軅鞲衅鳘?dú)立運(yùn)作，并可將所需資料提供給控制單元。亦可對測量值和設(shè)定值進(jìn)行比較，并輸出結(jié)果。該傳感器組件已包含所需的高功率LED光源，節(jié)省了傳統(tǒng)外部照明部件的費(fèi)用。

　　圖題：VISOR Solar 視覺傳感器應(yīng)用

針對中國的視覺相機(jī)市場需求，邦納開發(fā)了全新的操作方便，不需要PC 進(jìn)行設(shè)定的圖像傳感器—iVu。其精小的體型、強(qiáng)大的功能、獨(dú)特的外觀尤其適用于普通光電傳感器不能解決問題的場合。 它集三種檢測功能于一體 （圖形匹配/區(qū)域面積/帶定位功能面積） ，自帶觸摸屏， 無需PC 即可完成程序設(shè)定，集成鏡頭和光源，鏡頭可更換，752x480 分辨率，帶仿真器功能，IP67 防護(hù)等級。

　　歐姆龍的經(jīng)典視覺傳感器產(chǎn)品是其在2006年1月獨(dú)立開發(fā)的FZ3，凝聚了“逼真色彩合成技術(shù)”，是世界首臺可實(shí)現(xiàn)1，677萬色的彩色圖像處理產(chǎn)品。與過去采用單色處理方式的圖像處理相比，識別能力提高了約65，000倍。

　　綜上來看，現(xiàn)今的視覺傳感器主要有三個(gè)特征，1，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，易于安裝在生產(chǎn)線和各種設(shè)備上，便于裝卸和移動(dòng)。而基于PC平臺的視覺系統(tǒng)一般由光源、CCD或CMOS相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件以及PC機(jī)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積相對龐大，便攜性差。2，高度的系統(tǒng)集成大大降低了系統(tǒng)的安裝和調(diào)試難度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)使用起來更簡單方便，構(gòu)建視覺檢測系統(tǒng)更快速。3 ，系統(tǒng)配置了功能齊全、性能強(qiáng)大的圖像分析處理軟件，無需編程，無論是否具有視覺經(jīng)驗(yàn)，均可方便、簡單、快速地使用開發(fā)視覺檢測方案，從而極大的提高了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)速度。