探析3D智能传感器在智能制造中的应用

随着“中国制造2025”概念的提出，工业自动化成为未来的主流，AI技术的发展为行业带来了核心驱动力，传统制造业转型升级迫在眉睫。对企业而言，如何利用最新的技术实现工厂的“智能化”至关重要，毫无疑问，质量和效率将成为制造商竞争的关键指标。智能制造作为全球关注的焦点，机器在自动化中扮演的角色越来越重要，机器视觉成为了智能工厂的“标配”。机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断，从而提高生产的灵活性和自动化程度。随着3D检测与AI技术的结合，兼备3D量测和3D机器人引导的智能传感器大有可为，它不仅能实现机器操作的可视化，还可以通过信息处理进行控制决策，成为如今最热门的机器视觉技术。作为全球领先的3D扫描和检测供应商LMI Technologies（以下简称LMI），在过去的四十多年，LMI一直致力于为消费电子、工业自动化、新能源、汽车制造、木材加工、轮胎生产和道路检测等行业提供3D在线检测解决方案。近日，LMI在深圳发布了三款全新的3D检测产品，在业内引起了广泛的关注。发布会结束后，LMI首席执行官Terry Arden先生，销售副总裁Len Chamberlain先生及技术总监Chi Ho先生与OFweek电子工程网等媒体进行了交流与探讨。

工厂智能化面临的挑战

智能制造涵盖很多的内容，如设备的通信和交互能力、对环境的适应和调节能力、机器的检测和处理能力等，在推动工程智能化的进程中，对制造工艺要求更高，对自动化产品的功能、精度和安全性等同样有新要求。在传统的生产过程中，很多产品的质量检测靠人工检测来完成，在现代化流水线后经常可看到很多检测工人来执行这道工序，给企业带来成本和管理成本的同时，却无法保证百分百的检验合格率。随着机器视觉技术的突破，采用机器视觉的自动识别技术完成质量检查工作，可大大提高生产效率和自动化程度。在工业生产过程中，由于被测物体的多样化及机械误差的影响，使得整个检测过程很难维持在平稳状态，这对机器视觉技术的稳定性要求很高，从光源照明、图像采集到图像存储和处理都需要更强的持续运作能力，还要尽量采集到突出检测对象的图像，这样才能为生产或质检工作提供技术支持。

三款全新的3D检测产品助力智能制造

依次是Gocator®2500系列、GoMax®智能视觉加速器、Gocator®3504 3D智能快照式传感器

2D视觉无法检测一个物体的3D几何数据，而3D检测可提供物体形状和空间几何尺寸，并将这些重要的数据传输给工厂网络和设备，真正意义上提高生产效率，实现高节拍的生产要求。自动化和在线质量控制正在使工厂变得更加智能，3D智能传感器正在为很多客户解决在线检测的应用难题。“正是3D智能传感器的这些独特优势，它才能帮助客户走在智能制造的前沿，一起应对全球工业智能化带来的挑战和机遇。”Terry Arden说道。面对这些挑战，只有那些积极、主动为客户解决难题的企业才能赢得客户的青睐。如今的3D智能传感器已被广泛应用于工厂自动化、质量检查和过程优化，为工业网络和动态制造过程提供可操作的数据。Terry Arden先生表示，LMI公司的使命是致力于为机器视觉市场开拓创新的产品，为客户提供高效、成熟的解决方案和卓越的服务，同时开拓更多的应用。

大部分的工厂有三种检测方式，一是首件检测，二是随机抽样检查，三是100％零部件在线检测，第三种检测方式是制造商最想要的，这种检测方式意味着装配线上的每个零部件都被检查，测证每个零部件是否合格。这种在线检测通常使用线激光线轮廓传感器，扫描传送带上的运动的零部件，来完成在线检测。Terry Arden先生表示，与需要使用外部控制器和第三方软件的标准传感器不同，一体式Gocator®三维智能传感器集成三维扫描、测量和控制输出于一体而无需任何额外电脑或控制器，在线生产速度下实现全检测。

LMI公司的目标是持续推进3D智能传感器技术并引领继续成为行业内的领军人物，新发布的三款产品正符合当前和未来的3D机器视觉最重要的需求。Terry Arden先生提到，全新的Gocator®2500系列激光轮廓传感器产品具有极高扫描速度、超高分辨率和设计紧凑等特点，是为小型电子产品市场的高速在线检测而设计的，在扫描极具挑战的目标物表面时表现优异；GoMax®智能视觉加速器利用多GPU处理的最新技术，能保证机器在高速运行的同时，在线处理大量的图像数据，客户只需将GoMax®添加到单个或多个Gocator传感器网络，即可加快整体扫描速度并缩短检测周期；Gocator®3504快照传感器采用紧凑的工业外形和立体快照设计，拥有卓越的分辨率、高测量精度和稳定性，适用于扫描和检测相对静止的小部件目标物，或机械臂搭载快照传感器执行拾取、视觉引导及自动化装配检测等。

LMI首席执行官Terry Arden先生表示，通过连接Gocator®内置的实时数据处理生产线，同时运用Gocator加速器在传感器和PC之间分配处理的能力，为工厂提供了一个有效的检测解决方案，可以在线对制造零件、组件和成品实现100％的质量控制。

三款产品有哪些技术创新？

机器视觉技术的创新，推动了工业自动化、智能工厂的快速发展，同时为更多的行业带来了发展机遇。作为一家技术创新型公司，LMI的核心技术帮助客户提高产品利润并且快速抢占市场先机。“新推出的三款产品对于扫描有挑战性的目标物，处理效果得到改进和优化。如Gocator®2500系列的智能3D激光线轮廓传感器具有超高的检测速度和精度，Gocator®2510和2520是目前市场上速度最快的Gocator®线轮廓传感器，产品采用了定制化的高速成像技术、优化的光学设计、专用的FPGA处理、内置点云算法和复杂的点云数据生成等，让产品性能大大提升。”LMI技术总监Chi Ho说道。即插即用的GoMax是一种经济高效的硬件解决方案，允许用户加速任何Gocator®3D智能传感器，极大地满足在线生产速度。Chi Ho表示，这款产品是围绕分布式设计的，点对点网络概念之间通过共享数据处理负荷传感器和专用multi-GPU处理器，当GoMax®连接传感器，传感器即可投入加速模式,同时具备专属GB/s级别算力和异常发生时自动恢复等功能，所有Gocator算法工具均可在GoMax上运行。LMI技术总监Chi Ho表示，Gocator®3504 智能3D快照式传感器是一款最快速度达6Hz，横向精度达到7μm的快照智能传感器。这款传感器可应于消费电子和医疗行业，如引脚检测、线检测、表面平整度检测和支架检测等。他提到，Gocator®3504 采用工业级立体相机设计，有着非常坚固耐用的工业外壳，无需运动平台即可实现高精度检测，这款产品利用了很多新技术提高性能，如传感器搭载500万像素成像芯片，通过一次扫描可获得多处微小特征数据，它是目前业内分辨率和精度最高的结构光传感器。

产品的市场应用状况如何？

三款新品的技术创新为产品带来了更广阔应用，与之前的产品相比较，线激光轮廓G2500系列、G3504快照结构光传感器和GoMax智能视觉传感器的性能都有很大程度的提升。“新产品的发布将继续推动工厂的智能化，公司的技术将实现自动化在线质量控制、自动化和物料优化，通过三款新品，LMI为机器视觉客户提供全面的服务，并致力于不断满足其特定的应用需求。”LMI销售副总裁Len Chamberlain先生对媒体说道。

制造厂商们迎来新的发展机遇

在全球智能制造的浪潮下，传统厂商也面临着抉择，在提高工厂智能化管理与生产效率的同时，也给工程带来了网络安全、资本压力等诸多难题，如何选择最合适的技术为工厂“赋能”成为企业思考的重点。众所周知，中国是世界的制造工厂，目前全球的知名企业都把生产工厂放在中国，机器代替人工操作已成为市场优胜劣汰的必然选择。机器视觉在中国有着非常广阔的前景，中国在全球机器视觉市场中的地位越来越高。虽然当前整个行业面临着许多的挑战，但在智能化的趋势下，企业必须当机立断，运用3D智能传感技术提高生产质量和改善生产效率。当企业走在竞争对手的前面，就抓住了行业的机遇，成为未来的领导者。LMI公司非常重视与OEM，系统集成商和分销商建立和维护成功的长期合作伙伴关系。LMI首席执行官Terry Arden先生表示，LMI公司希望与和合作伙伴协作共进，帮助工程师了解3D智能传感器的使用和优化，为客户提供最佳的3D扫描和检测解决方案，实现双赢。