这些自动化光投影技术能大大提升生产效率

电子设计 2018-01-11 07:31 次阅读

增材制造,又称3D打印,和3D机器视觉都是令人极为振奋的新技术,当我们将这两者结合起来使用时,它们有潜力创建一些全新的高效生产模式,这其中,尤其让人感兴趣的是“自动化生产”的概念——一个“一站式”的机械加工车间,该车间可在无需人工监督的情况下用3D打印技术来打造零件,并用机器视觉技术来测量和测试该零件。
    德州仪器(TI)的DLP?技术及其核心的数字微镜器件(DMD)可提供实现这一切的关键要素。DLP技术是诞生于1996年的用于投影显示的光学技术,现在已得到广泛应用。当被应用于3D打印和机器视觉中的问题时,DLP技术可提供高分辨率的成像、加快生产速度并降低制造成本,这有助于让自动化生产的愿景成为现实。正因如此,它才成为了用老技术解决新问题的经典范例。
    采用DLP技术的3D打印
    光固化(SLA)是一种常见的3D打印过程,与传统的打印较为相似。就像调色剂沉积在纸张上一样,3D打印机可在一系列2D截面中沉积材料层,这样一层一层叠加起来,就能产生3D物体。在采用SLA技术的情况下,材料是一种可用紫外线(UV)光源进行固化的树脂。当该树脂固化时,其单体能交联以创建一个聚合物链 —— 该聚合物链可产生固体材料。
    当SLA技术与DLP技术结合时,DMD会由UV光源点亮。然后DMD的像素被分别处理,图像被投影到树脂层,从而产生一系列截面,这些截面可组成3D物体。采用DLP技术能够带来多种优势,比如能用光学技术使来自DMD的各个像素成像,而不是让光源直接在树脂上成像,这样可优化分辨率和特征尺寸。
   

图像说明:物体通过3D计算机辅助设计(CAD)模型得到详细的说明。打印机软件可将虚拟模型转化成一系列表层以适应该物体的打印。
    和能产生100微米体素(3D像素)、基于激光的传统SLA机相比,基于DLP技术的SLA机可实现30微米的体素。体素越小,转化成的物体越平滑,这意味着完成物体创建所需的后期制作处理工作就越少。此外,因为整个构造层的成像和创建是同时完成——而不是一次一个体素、逐层完成的,所以这些机器完成较大打印品的速度比传统的SLA机快。
    DLP技术测量和测试
    物体被打印后,自动生产线上的下一个步骤是实现具有3D视觉功能的机器,该机器可对物体进行自动测量和测试。在这个过程中也可以应用DLP技术。
    传统的机器视觉系统采用接触式坐标测量法或使用单个摄像头的非接触式2D检测与测量法来扫描物体。DLP辅助的3D机器视觉系统则可采用单行扫描的变异法 —— 结构光方法。
   

图像说明:通过采用DLP技术的结构光扫描法,就能提取任何物体的表面面积、体积和特征尺寸等维度值。
    在这里,数字光图案被投影到一个物体上。接着,这些光图案通过摄像头传感器成像——该传感器可借助已知的光源角度对数据进行三角测量,以提取3D信息。
    被投影的图案通常是黑色和白色条纹,它们由DMD将相应的像素列开启和关闭而产生。我们用投影透镜让来自DMD的光在被测量的物体上成像。由于DMD像素的尺寸可能仅为5.4微米,故我们可用较小的面板来产生高分辨率图案。
    与传统的单行扫描法和接触式坐标测量法相比,DLP辅助的结构光方法有着高分辨率,并且有高达32kHz的可编程图案速率,因此能产生高精度的3D实时数据。此外,DMD还可在系统设计中提供灵活性 —— 波长选择范围很广,可从365纳米到2,500纳米。
    对提高产品质量和降低制造成本的需求正在一系列领域——包括安全、医疗、环境和科学领域——变得越来越强劲。利用TI的DLP技术,工程师可获得一种途径来满足这些需求,并能设想一个理想的制造工厂,其中自动机器人可制造和测试产品。            

电子设计 技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

德州仪器创新的高分辨率DLP车头灯系统

德州仪器(TI)日前在国际消费电子展(CES)上展示了用于高分辨率车头灯系统的DLP技术。利用灵活的....

发表于 02-13 09:01 次阅读 0条评论
德州仪器创新的高分辨率DLP车头灯系统

云从科技推出3D结构光人脸识别技术 可帮助企业更好地提升攻击预防效果

2月7日,广州云从信息科技有限公司正式宣布推出3D结构光人脸识别技术。据悉,这是中国企业首次将结构光....

的头像 机器人技术与应用 发表于 02-09 13:38 次阅读 0条评论
云从科技推出3D结构光人脸识别技术 可帮助企业更好地提升攻击预防效果

谷歌:即时动作追踪技术让物体可以无缝的和动态的实时环境进行互动

今日,谷歌Research团队在网站上发表博客称,为安卓上的Motion Stills(视频捕捉和观....

的头像 VR陀螺 发表于 02-08 13:41 次阅读 0条评论
谷歌:即时动作追踪技术让物体可以无缝的和动态的实时环境进行互动

基于突破性微镜技术的全新DLP Pico芯片组面世

德州仪器DLP技术是一种利用数字微镜器件(DMD)调节光线的微机电系统(MEMS)技术。DMD的每个....

发表于 02-12 05:59 次阅读 0条评论
基于突破性微镜技术的全新DLP Pico芯片组面世

一文带你读懂VR电影

当下是3D电影的主流市场,作为后来者的VR电影,包含了哪些黑科技?能给观影带来哪些革新?将对电影市场....

的头像 OFweek可穿戴设备网 发表于 02-07 10:29 次阅读 0条评论
一文带你读懂VR电影

触控芯片厂义隆率先宣布3D人脸辨识解决方案

自从iPhone X 采用3D传感器后,安卓阵营也在迅速跟进,不过,目前为止没有见到真正完整方案出炉....

发表于 02-07 03:59 次阅读 0条评论
触控芯片厂义隆率先宣布3D人脸辨识解决方案

Finisar在西部光电展上推出高速光电探测器新品 并演示可编程激光技术

2018年西部光电技术展上,菲尼萨(Finisar)推出一款高速光电探测器新品,并演示了WaveSo....

的头像 MEMS 发表于 02-05 12:44 次阅读 0条评论
Finisar在西部光电展上推出高速光电探测器新品 并演示可编程激光技术

FAIR和INRIA的合作提出人体姿势估计新模型,适用于人体3D表面构建

FAIR和INRIA的合作研究提出一个在Mask-RCNN基础上改进的密集人体姿态评估模型Dense....

的头像 新智元 发表于 02-05 11:21 次阅读 0条评论
FAIR和INRIA的合作提出人体姿势估计新模型,适用于人体3D表面构建

泰克科技确保手机3D人脸识别技术的商用安全性,点亮未来科技

泰克科技的精准测试确保手机3D人脸识别技术的商用安全性,点亮未来科技。 在库克口中被描述为“定义未来....

发表于 02-05 07:38 次阅读 0条评论
泰克科技确保手机3D人脸识别技术的商用安全性,点亮未来科技

随着LED大屏技术的成本下降和发展,DLP拼接市场将会不断萎缩

由于LED大屏发展迅速,这就意味着DLP拼接市场的范围相对较小,再次扩展的机会也比较渺小。DLP拼接....

的头像 LED显示屏之家 发表于 02-03 14:14 次阅读 0条评论
随着LED大屏技术的成本下降和发展,DLP拼接市场将会不断萎缩

3D感测和测距的VCSEL已成为激光产值成长的重要因素

另一方面,2017 年激光需求大幅成长可归功于消费设备和制造设备的需求,如制造iPhone手机的制程....

的头像 半导体行业观察 发表于 02-02 14:28 次阅读 0条评论
3D感测和测距的VCSEL已成为激光产值成长的重要因素

微软的合作伙伴Trimble正在尝试将HoloLens与安全帽结合在一起

目前已经有很多关于VR/AR/MR被用于诸如建筑等行业的例子,但MR技术的优势常常与安全问题产生冲突....

的头像 AR联盟 发表于 02-02 12:32 次阅读 0条评论
微软的合作伙伴Trimble正在尝试将HoloLens与安全帽结合在一起

微创腹腔镜手术步入3D时代

如今,腹腔镜手术总与“微创”二字紧密相联。往病人腹腔内充入一定的惰性气体,使之微微鼓起,为手术创建一....

发表于 02-15 22:50 次阅读 0条评论
微创腹腔镜手术步入3D时代

PCB板的制作过程解析

PCB制作第一步是整理并检查PCB布局(Layout)。PCB制作工厂收到PCB设计公司的CAD文件....

的头像 PCB资讯 发表于 01-27 09:58 次阅读 0条评论
PCB板的制作过程解析

BIM机器人的介绍以及应用玩法

BIM机器人基于BIM的现场3D激光测量放样技术。它是采用“BIM云平台数据同步及BIM云链接测量”....

的头像 机器人博览 发表于 01-25 09:56 次阅读 0条评论
BIM机器人的介绍以及应用玩法

使用AUTO CAD提高绘图速度和效率的方法解析

使用快捷指令来进行CAD绘图,可以提高绘图速度和效率,把这些指令活学活用,会给我们的绘图工作带来意想....

的头像 工控帮 发表于 01-23 17:10 次阅读 0条评论
使用AUTO CAD提高绘图速度和效率的方法解析

达索系统:SOLIDWORKS 2017让用户体验多重感知

2016年9月27日,上海全球3D设计、3D数字样机和产品全生命周期管理(PLM)解决方案、3D体验....

发表于 01-19 09:37 次阅读 0条评论
达索系统:SOLIDWORKS 2017让用户体验多重感知

CAD仿真软件介绍_4种电子电路CAD仿真软件比较

本文为大家介绍ELECTRONICS WORKBENCH(EWB)、Multisim 11.0、De....

发表于 01-15 14:22 次阅读 0条评论
CAD仿真软件介绍_4种电子电路CAD仿真软件比较

欧系外资出具稳懋最新报告:iPhone 3D VCSEL订单市占率降低

欧系外资今日出具稳懋(3105)最新报告指出,稳懋iPhone 3D VCSEL订单市占率将从201....

发表于 01-13 22:43 次阅读 0条评论
欧系外资出具稳懋最新报告:iPhone 3D VCSEL订单市占率降低

分享操作CAD软件可以使用的4个插件

很多从事CAD的人都知道,CAD真的很难操作,需要绘制CAD图纸,构思CAD图像等。在使用CAD软件....

的头像 工控网智造工程师 发表于 01-12 16:40 次阅读 0条评论
分享操作CAD软件可以使用的4个插件