你的机器视觉系统够全能吗?

作者:本网编辑 文章来源:MM现代制造 发布时间:2012-02-22
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由于机器视觉系统可以快速获取大量信息,而且易于自动处理,也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视,成品检验和质量控制等领域.

由于机器视觉系统可以快速获取大量信息,而且易于自动处理,也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。

机器视觉产品的应用越来越广,用户对于自动化工艺的可靠性和精确度要求也越来越高,市场对于机器视觉产品提出了更高层次的需求。机器视觉必须成为一个完整的系统,才能应对各方面提出的挑战。因此,我们越来越多地看到传感器、相机等机器视觉产品被赋予更多的智能模块,集多种功能于一身,成为名副其实的“多面手”。

机器视觉产品AutoVISION系列

I智能系列既可用于读码也可用于视觉检测

AutoVISION产品系列是迈思肯系统公司目前最核心的一款机器视觉产品,包括VISION MINI智能相机,这是一款全球最小的集成了光源的机器视觉系统;VISION HAWK 智能相机,这是一款灵活的工业化智能相机;以及AutoVISION精简版机器视觉软件。这一系列产品的主要特点是:无论是VISION MINI还是VISION HAWK都具备内置光源及自动对焦镜头,带有简单易用的软件,外形体积紧凑,易于集成,具有灵活的可扩展性。集成商和终端用户可凭此获得可升级的全方位集成的视觉方案,用于进行各类检测、验证或自动识别应用。


这种紧凑型的智能相机可以完成以前需要多款相机连接PC才能完成的任务

VISION MINI和VISION HAWK这两款智能相机既可以用来读码又可以用来视觉检测。这种紧凑型的智能相机可以完成以前需要多款相机连接PC才能完成的任务,这对于制造商来说无疑是一种极具吸引力的解决方案,依靠简单上手的技术来帮助他们提高准确率,确保可追溯性,提高包装线的生产效率。例如药品及食品的包装标签验证,在读取条码和字符的同时,检查标签有无,还能进行条码和标签信息的比较和验证;还应用于汽车零部件装配定位和尺寸测量,以及医学诊断里的试管颜色判断来确定试管类型等。

针对机器视觉的应用复杂性,迈思肯公司在2011年隆重推出了AutoVISION精简版机器视觉产品系列,为广大用户的基础机器视觉应用提供了强有力的工具。同时,该套系统也为复杂用户提供了升级为Visionscape的平台,来进行设计和部署更复杂的机器视觉应用。

机器视觉未来市场和技术发展的方向之一就是在OEM领域的应用。随着标准化和自动化程度的提高,越来越多的设备要求将原先独立的视觉系统嵌入到自动化设备里面。可以预见,未来的机器视觉会朝着功能简单化,客制化,体积小型化以及成本低廉的方向发展。对于用户来说,面对众多的机器视觉厂商提供的多样化产品,应该根据具体的应用选择合适的机器视觉。由于机器视觉是一整个系统,所以必须要根据实际的应用来选择。主要需要注意的因素有:机器视觉的软件易用性,稳定性,算法和工具的丰富程度;光源和镜头的配合,相机分辨率的大小;机器视觉公司的技术服务能力。

视觉传感器FZ系列

速度和精度 一样都不能少

欧姆龙的FZ4系列根据客户用途、预算,共有4款机型可供选择。最上位机种搭载双核(2CPU)、2通道CPU。升级为Quad Processing(可进行四任务同时处理)后,FZ特有的真彩功能实现了更高速的处理,有助于提高产线速度以及检测精度。


FZ4还可对应所有500万像素相机,符合预算的高精度检测成为了可能

由于带有2个CPU,可在不停止产线的情况下对数值甚至模型进行更改,实现完全的不停线调整。同时,检测处理与数据记录的并列处理,也使过去较为困难的高速产线下的图像全数保存成为了可能。所保存的图像可用于NG发生时的原因追溯,从而及时采取对策。此外,LITE型采用Atom CPU,实现了高性价比。

作为程序的强化,所有机种都搭载了最新功能形状搜索Ⅱ,搜索速度得到了大幅提升。形状搜索Ⅱ在速度和稳定性方面都比较出色,比如30万像素(VGA)相机360旋转搜索时,所用时间仅为5ms,实现了超高速处理。同时,在对比度发生变化、被检测物部分缺失以及焦点不准或失真变形时,也有着卓越的稳定性与高速性。

此外,FZ4还标配了以往客户提出要求较多的远程遥控功能,可在相隔较远的地方或者使用1台电脑对多台电脑进行确认及调整,从而促进调整高效化。即使机器运转后产生突发状况,也可在远处迅速对应。同时,FZ4配有过去倍受欢迎的电脑模拟软件,可在离线状态下进行检测评价与设置调整。

每秒帧率达340的CMOS相机

集速度与高分辨率于一身的图像采集“高手”

堡盟采用电子快门的新型CMOS相机(HXC20和HXC40)专为高速应用而设计,配备了具有序列发生器、触发延迟、用户组等诸多有用功能。凭借200万或400万像素,这些相机集速度与高分辨率于一身,并且外壳尺寸仅为52mm×52mm×37mm。通过将图像保存在存储器内以及延迟数据传输,可以使用简单的CameraLink Base接口,以实现多个高速全帧成像应用同时运行,也可以避免使用较为复杂的CameraLink Full接口。


利用Baumer-GAPI SDK和堡盟配置工具,相机的集成和配置得以大大简化,从而无需使用图像采集卡

该产品的主要特点:200万分辨率时帧率达340fps,400万分辨率时帧率达180fps;采用电子快门和相关双采样CDS实现完美的图像品质;采用CameraLink Full接口实现高帧率;在近红外波段灵敏度大幅提高。

更高端的视觉应用——Color Ranger高速3D相机

Color Ranger高速3D相机除了能够获取2D灰度及彩色图像外,还可以在非常高速的情况下获取目标物体的整体3D表面轮廓数据

作为机器视觉技术的领导者,西克公司从20世纪90年代开始就开发出了高速3D相机,并一直在这个领域处于领导地位。

Ranger系列高速3D相机是西克公司的代表产品,一直在电子、交通等行业有广泛的应用。


广州市西克传感器有限公司产品经理刘雪飞

作为新一代能够在颜色上对被测物体进行细节检测的视觉产品,Color Ranger高速3D相机除了能够获取2D灰度及彩色图像外,还可以在非常高速的情况下获取目标物体的整体3D表面轮廓数据。第三维数据增加了高度和外形轮廓的信息,这在很多场合对物体进行正确分类时是非常有用的。

除了这种可以获取三维轮廓信息的能力外,Color Ranger还能够清晰地还原被测物体原本的颜色,这在某些需要颜色来检查的场合非常方便。如对产品分类,既可以通过大小、形状等外形元素对产品进行挑选,也可以通过颜色的不同加以区分。

作为高速相机,Color Ranger处理速度很快,最快速度可以达到11000帧/s(能同时生成3D图像及彩色图像),相比现在市面上的同类产品,无疑有很大的快速优势。

秉承了西克公司一贯的产品习惯,Color Ranger高速3D相机也是专门为工业环境设计的产品。无论是传感器的外壳和电缆,还是连接器,每一个细节都是精心设计的,完全符合苛刻的工业环境需要。


Color Ranger高速3D相机

此外,根据激光三角测量原理开发的高速3D相机,能够最大程度地避免环境光线干扰,稳定而精确地测量三维数据。

使用高速3D相机Color Ranger,视觉检测设备制造商可以选用其作为核心部件来开发他们的三维检测产品。Color Ranger具有很强的开放性,允许系统集成商灵活搭配第三方的硬件和软件产品,如视觉系统所需要的软件系统、激光光源、镜头产品等。当然,西克公司也会提供相应的软件平台。Ranger Studio就是这样的配置与评估工具,当用户需要评估应用的可行性时,Ranger Studio通常用于调整几何和光学位置,通过测试不同的配置来评估出最优方案,还可以通过几种方式来显示扫描结果,如常规的灰度图像、剖面图像和3D图像。

这种开放、灵活的配置选择很受用户的欢迎。在竞争日益激烈的今天,许多OEM都在努力提升着自己的核心竞争力,希望能够将关键的软件技术掌握在自己的手里,而如Color Ranger高速3D相机这样具有开放性、兼容性,并可以二次开发的视觉系统就大受欢迎。

在数据接口上,Color Ranger也做好了充足准备,其扫描物体后产生的3D数据通过标准的接口,例如千兆以太网,传送到PC端作数据分析及处理。

Color Ranger应用广泛,在电子、交通、食品、汽车等行业均有广泛的应用。如锡膏的体积测量、BGA质量检测、原木的轮廓检查、机器人3D定位、轮胎检查以及铁轨检查等。

Color Ranger的三维测量功能优势明显,如在汽车制造上,机器视觉产品与机器人配合使用是一个比较成熟的方案。但通常所使用的二维相机在所抓举的物体倾斜、高度有偏差的情况下会有很大的不足。这时候应用到3D相机扫描到物体的三维坐标位置,更能够保证机器人的抓举精度。

此外,Color Ranger的彩色辨别功能让其有了更为宽泛的应用,如在电子行业,一些用户开始在电子芯片上进行打码处理,通过Color Ranger就可以对电子元器件的彩色图像信息进行检查、分类。

智能视觉传感器LSIS 400i系列

在应用上具有极大的通用性,并且操作调试更加方便轻松

根据国内市场的特点,劳易测电子将LSIS 400i系列作为中国市场的主推产品。LSIS 400i是能充分满足市场需要的智能相机,具有硬件高度集成的特点以及功能强大的应用软件。在硬件方面将光源、镜头、相机和多种输出接口均集成到一个平台上,既减少了客户在外设部件上的额外投入,又方便工程应用人员安装调试。在软件上以BLOB分析方法为基础,开发了多个参数供配置。目前市场上的视觉案例大部分都可以通过BLOB分析方法来解决,因此,LSIS 400i系列可以极大限度地满足市场需求,一方面在使用上具有极大的通用性;另一方面使得工程人员操作设备更方便,调试工作也变得更加轻松。


LSIS 400i是能充分满足市场需要的智能相机,具有硬件高度集成的特点以及功能强大的应用软件

LSIS 400i系列产品自推出后,在外包装检测,汽车零部件检测,PCB条形码/二维码识别,饮料灌装输送在线检测以及药品包装检测等行业都得到极大的应用。客户对产品的安装、使用方便性以及产品的性能稳定性都有很高的评价。劳易测电子将在LSIS 400i系列平台的基础上,陆续开放C-Mount、FTP图像实时传输及多色彩内置光源等新技术。届时,LSIS 400i系列产品通用性更强,平台上的不同配置也将更方便地满足客户不同的需求。

随着中国劳工成本越来越高,以前依靠降低劳工成本的生产方式难以为继,提高自动化水平是现代工业生产的必然选择。同时,现在的生产工艺要求越来越高,如尺寸要求更加精密、检测面更多、更大,以前可通过人工方式实现的,现在只能依靠机器实现,这些因素都迫使工厂朝着更加自动化的方向发展。

机器视觉项目相对于其他传感器的应用更加复杂,有更多的不确定性,需要更加专业的知识去判断项目的可行性。机器视觉从本质上来说,相当于人的眼睛和大脑。减少对人力的依赖,即是增加对机器视觉的需求。针对项目的特点,找出一个合适的产品,既降低项目的整体费用,又能发挥产品最大功效,是劳易测电子为客户选择产品的基本准则。由于机器视觉本身的技术特点,在启动一个视觉项目的时候,最好能够跟相关技术人员确定该项目的检测目的、工作流程及检测环境等要素,以便厂商对具体的要求和环境更加清楚,从而制定出更合适的解决方案。

不仅仅是相机

今天,专业的图像处理系统提高了许多制造过程中的产品质量。在此方面,现代化系统并不只是简单地承担质量检查任务,还常常用来实现高效工艺步骤的可视化并对复杂程度极高的过程进行可视化控制

堡盟电子(上海)有限公司

不论图像系统用于何种用途,都必须满足工业环境的苛刻要求。很久以来,图像处理系统都仅仅由一个相机和一个用于图像数据处理的计算单元组成。而堡盟是一家可提供全部GigE组件的相机制造商,从而确保GigE相机能够成功地集成在工业环境中。


GigE相机能够成功地集成在工业环境中

GigE可用作工业接口

Gigabit千兆以太网已经成为一种被广泛采用的图像处理接口,特别是在工业环境下。这主要是因为该解决方案拥有长达100m的超长电缆、简单的多相机系统布置以及较低的系统成本。另外,与GigE Vision?兼容的数字相机还具有一个明显优势,即重要信息也可以通过头部的网络电缆进行传输。例如,这些信息包含了用于及时确定图像采集精确时间点所需要的时间标识。堡盟GigE相机另一个非常有用的功能是序列发生器,它能够以不同的设置对图像序列进行定义。在此过程中,系统自动采集图像系列,并且无需与PC机进行其他通信。堡盟提供通用编程接口Baumer-GAPI,用来将相机软件方便地集成到多种应用中。特别是对于GigE相机,过滤器驱动程序确保CPU的负载最小,从而节约资源以用于后续图像处理。

适合最苛刻工业环境的相机

通常情况下,工业环境下的相机系统对所用设备的要求极高。对于这些环境,相机需要集成在能够承受水汽及灰尘影响的专用防护外壳中。这些防护外壳常常必须专门制造,或者根据所用相机进行改装。堡盟公司开发出了具备此防护功能的GigE相机。在此方面,IP67相机不仅保护相机组件,同时还保护用户根据具体应用选择的C-mount镜头。外壳可以采用阳极化铝制造,另外亦提供食品工业专用的不锈钢型号。安装在小巧外壳中的相机不仅大大节省了空间,而且降低了整个系统的成本。

以太网供电实现单电缆方案

尽管GigE已经稳稳成为工业图像处理的应用标准,然而它所需要的外部电源仍然是一个明显的问题。在机器人领域,由于机器人专用电缆会迅速提升系统成本,因此市场对于单相机电缆的需求极高,例如在FireWireTM标准中,单相机电缆已经成为标准配置。目前,使用以太网供电(PoE)甚至可以缩小此差距,该技术实现了在同一根标准网络电缆上同时传输图像数据和供电。这样,外部电源不再需要,不仅节省了昂贵的布线费用,而且降低了安装及维护成本。然而,此方案带来了PoE相机的电源电压问题。即使商用电源交换机已经在IP语音(VoIP)和其他网络组件上采用此技术,但是工业应用仍然需要系统在24V或48V下运行。为此,堡盟成为第一家开发PoE相机专用工业网络组件的相机制造商。

带PoE支架的创新网络组件

客户只需要使用标准网卡即可集成GigE相机。利用GigE电源交换机,能够方便地实现多相机系统。在此过程中,相机可从自身永久性存储的地址或者从DHCP服务器获得IP地址。凭借GigE电源系列,堡盟提供两种类型的工业电源交换机用于多相机系统。4端口电源交换机将多达3台相机连接至PC机,扩展型6端口电源交换机可以在网络中集成多达5台相机。在6端口电源交换机中,第6个端口设计作为SFP接口,用来容纳带有铜端口的模块,或者提供一个用于长距离传输的光纤模块。

两种电源交换机均支持PoE新技术,如果需要,还可以为相机供电。电源交换机自动探测系统连接的是PoE相机还是标准GigE相机,然后根据需要提供电压。另外,堡盟还提供GigE电源供电器,用来集成没有电源交换机功能的PoE相机。此设备可为最多两台独立PoE相机供电,从而简化了机器人应用的结构设计,这是PoE应用的入门级解决方案。同时,供电器可为两台相机提供全带宽,因此是高帧率、高分辨率应用的理想解决方案。所有网络组件均能够方便地集成到控制柜内,并且在后部提供一个DIN顶帽式导轨夹,工作电压为24V或者48V。

实现简单的过程集成

凭借创新的GigE触发设备,堡盟为客户提供新一代网络组件。堡盟首次将多达8个过程控制传感器集成到图像处理系统中,从而通过网络电缆实现单相机或者相机组的实时触发。为此,系统对已连接传感器的各输入变量进行估算,计算正确的触发点,并通过网络触发图像采集操作。这样,GigE系统无需使用额外的触发器电缆,从而为系统提供了一个真正的单电缆解决方案。另外,触发设备带有8个数字输出,用来控制序列中与过程相关的步骤,例如用于分选缺陷产品的门控制器。为了获得硬件I/O常见的不足5μs的等待时间,触发设备的所有功能均在硬件中实现。该创新设备配置简单、完整,并且可以利用方便、直观的软件工具通过网络完成。

GigE配置——一切尽在掌控

由于其他接口的协议极难更改,所以GigE协议提供了多种可选方案,以充分适应用户的系统。然而,除了良好的灵活性之外,此功能亦存在错误配置的危险。为确保系统具有最优性能,堡盟提供自己的诊断工具,进行GigE系统的分析和配置。“Baumer GigE Diagnostic”程序能够率先完成GigE相机的所有影响生成数据的属性配置。同时,系统会自动提出一个与用户选定的数据包大小相匹配的包间延迟(包间间隔)。然后,可以使用选定的设置,对系统的实际行为进行仿真和测试。为此,程序从所有连接的组件处采集所有可用信息,以及计算机的相关数据。如果发生关键状况,用户将得到通知,并且能够测试其他设置。

机器视觉组件助力中国制造业产业升级

深入行业,了解行业特点,整合行业需求,打造基于VisionWARE视觉软件平台为核心的组件产品

凌云公司在机器视觉行业领域内专注于行业解决方案和产品,公司的机器视觉业务具有如下特点:

(1)深入了解行业,贴近用户应用。凌云公司的生产、研发、销售人员能够深入行业技术,深刻剖析生产工艺流程,切身实地地了解用户的应用,找到困扰客户的问题,并为客户匹配专业的销售团队。

(2)打造方案,全面对接用户需求。凌云公司经历16年的风雨历程,积累了丰富、成熟的解决方案,并且不断完善自身的方案评估体系,为客户提供专业的服务和研发队伍保证解决方案的有效性和可实施性。

(3)整合资源,配备最适合用户的产品。凌云公司拥有丰富的产品资源,并且不断打造自主核心技术,包括VisionWARE视觉平台软件,高端CCD相机等,同时拥有众多业界领先的战略合作伙伴,如DALSA、PointGrey、JAI等。

(4)专注服务,为客户注入价值。凌云公司经过多年的实践,不断完善网络服务平台和实验室建设,制定标准化的服务流程以保证服务的质量和效率,完善客户的意见反馈和满意度调查监督。

(5)不断追求,助力客户成功。凌云公司着力于提供一站式方案服务,全面满足客户的需求;精于细节,不断追求完美,助力客户成功。


凌云公司基于VisionWARE视觉软件平台研发出高精性能视觉对位组件VisionALN、机械手引导视觉组件VisionRobot、激光加工视觉组件VisionLASER以及产品质量控制视觉组件VisionBOX\VisionSE等

随着全球一体化进程加剧,中国作为全球加工中心的地位已经越来越明显,包装、电子、汽车、医药、纺织、玩具等行业覆盖了我们的衣食住行。但是随着时间的推移,社会的进步,劳动力成本低廉这一优势已经无法巩固中国作为全球加工中心的地位,并且中国也同时在积极寻求契机进军高端产业掌握核心技术,增强国际竞争力;这也就对设备性能提出了比较高的要求,同时也推动了机器视觉技术在OEM领域的发展,主要体现如下:

1.自动化,智能化

随着人力成本提升,整个产业都对OEM产品的自动化程度提出了更高的要求,无人值守已经变成了各个产业的终极目标;另一方面,由于产品种类的丰富,如果一个设备只能生产一种类型的产品,设备的一次投入成本就显得过高了,这也就对于OEM的设备的智能化程度提出了更高的期望。

机器视觉技术的产生本身就是满足以上两个要求,通过图像采集和图像处理配合运动控制,使得OEM厂商能够很好的满足以上的两个需求,为生产商节约人力成本并提升产品线的切换速度。

2.高精度,高速度

规模化生产的需求往往不是光靠人力成本的堆积就能够解决的,而随着消费者对于产品质量的看重,对于产品一致性的要求同样对于生厂商提出了一个较高的要求,机器视觉技术的引入,OEM能够凭借其技术的固有优势,在效率和加工精度上使得设备档次上升。

3.产品追溯以及质量控制

同时,机器视觉技术能够凭借其成像以及图像处理技术,把产品本身的加工缺陷、不良及时发现,进行剔除或者修复,从而保证产品的良品率和一致性。通过运用OCR,ID识别技术做好产品在加工流通过程的追溯,确保产品的质量和安全性。

凌云公司按照机器视觉在OEM领域的应用做了大致分类,分别为生产设备,检测设备以及物流跟踪设备。以上的每类设备的技术需求都不尽相同。

以生产设备为例,除了关注自动化以及智能化外,效率、精度是其关注的重点。在遇到此类应用的时候应该结合需求本身来考虑上述4个问题,主要如下:产品种类,产品特征,工作流程,每个工件的加工效率和加工精度等,最好能够依据试验结果进行相机、镜头、光源、软件等选型,及合理的设备视觉方案。

检测设备更需要对于产品种类,特征,需要检查的缺陷种类,出现几率,对于最终结果的影响程度以及生产线速度进行重点沟通。往往大家都有一个误解,就是检测设备是无所不能的。但实际情况是,任何检测设备都有一个误检率和一个漏检率指标,只有做到充分的沟通,把关键不良进行锁定并检出,才能做到设备的可用性。另外,光源试验同样是检测设备所必须关注的,只有这样才能够做到可靠的系统设计。

物流跟踪设备更关注于沟通编码规则也就是码制,码的大小,以及背景材质,生产线速度,而选型也就需要依据以上的这些沟通结果,并考虑实际的其他应用需求来进行设计。

针对于以上实际需求,凌云公司深入行业,了解客户需求,并规划、定义、研发出基于VisionWARE视觉软件平台为核心的组件产品。

VisionALN组件的特点:

●和触摸屏、太阳能设备运动平台无缝整合,全自动标定功能便捷设备开发和最终用户使用。支持的运动平台类型包括:XYθ,UVW,XY+θ,X+Yθ。

●高精度定位和对位可满足最严苛的对位精度要求,对位精度可达到微米级。

●创新虚拟Mark功能,可解决生产工艺中对位Mark覆盖的问题,提高设备对生产工艺的适应性。

●单相机多点对位功能,可解决设备安装空间受限的问题,降低对产品安装空间的要求。

多相机对位组件产品VisionALN可降低触摸屏和太阳能设备的研发成本和风险,提高最终用户的产品质量和生产效能。VisionALN组件是触摸屏和太阳能设备商的最佳选择。

准确无误的“电子眼”

工业应用领域中针对自动化工艺的可靠性要求越来越高,在此背景下,易福门公司推出了dualis系列轮廓识别传感器

曾涛·易福门电子(上海)有限公司

近些年来,在工业应用领域中针对自动化工艺的可靠性要求越来越高,因此视觉检测产品孕育而生,并得到了迅猛的发展和推广。视觉产品的应用范围也越来越广,在自动化装配,零部件组装,位置检测、质量控制及分类,汽车零部件加工及组装以及自动包装等行业均有广泛的应用。易福门推出的dualis视觉传感器可用于整个生产过程中的各种应用,如零部件组装的监控、组装件完备性检测、手动的插入步骤的控制、自动进料过程的控制、工序衔接的控制产品质量检查和防错等。

dualis轮廓识别传感器是由一个CMOS图形传感器(像素640×480,分辨率最大至0.8mm),数据评估电子系统(可实现最快至20次/s评估)和照明元件集成在一个坚固的工业兼容外壳里(防护等级IP67)所组成。紧凑型CMOS图形传感器在生产控制方面表现可靠稳定。通过传感器的快速图像采集和运算处理能力,可实现对零件精确可靠的检测和评估。当目标物为近距离时,传感器通过自身的照明元件可以提供足够的光线;当目标物为远距离时,可配合使用外部的背光装置。通过以太网接口和电脑连接以及引导式菜单,可以实现对参数的设置。128MB内存的超大存储量可用于多至32个应用模板的存储。这些应用模板包括:轮廓匹配、分拣、验证、零件存在/零件缺失、方向、目标特征验证以及测量等。选定或切换应用模板可以通过外部的电气输入信号、电脑软件界面或产品面板上的按钮得以实现。


dualis轮廓识别传感器不但兼具了普通传感器的简易性,同时也具备了视觉系统的高性能

dualis轮廓识别传感器的检测原理非常简单。预先对所需要检测目标物进行一个或多个标准的轮廓特征设定,并存储于传感器内存中。在随后的生产过程中,通过CMOS图形传感器对目标物轮廓进行抓取,高速的数据评估电子系统会把抓取的轮廓与已经设定好的标准轮廓特征进行比对,并运算得到一个相似度值。在传感器内部可以预先设定好相似度的报警阀值。当实际的相似度低于阀值时,传感器会给出报警信号。报警信号以开关量形式输出,可直接连接执行器,警示灯,也可直接连接控制器数字量输入,从而实现整个生产过程中的各种检查和防错功能。简而言之,类似一个“电子眼”,为辨别物体存在、位置和质量控制,以及对物体分类和计数提供了一个整体的解决方案。

dualis轮廓识别传感器在防错和检查应用领域拥有一系列成功解决方案,包括验证、方向、分拣、零件存在/零件缺失、目标特征验证和测量等。例如,dualis轮廓识别传感器在验证正确的冲孔位置是不可或缺的应用。若不进行检测,对钢材的不正确的压接或冲孔位置将产生金属废料,dualis视觉传感器通过比较打孔轮廓检测出不正确的部位。在装配自动化领域,轴承滚针个数正确与否对转向过程至关重要。如缺少了一个滚针,将导致系统故障。若使用高端摄像机,需要进行大量编程。dualis作为替代方案,可通过最少的配置就能检测出正确的轴承滚针数。

dualis轮廓识别传感器目前在汽车、机床、食品及医药等行业中得到了广泛的应用,具有以下优势:

●无需额外费用维护传感器集群;

●高端视觉系统的可靠替代方案;

●高性价比使其可用于整座工厂的所有防错应用中;

●简单集成到现有控制系统中。

高效的追踪追溯

几乎在所有的领域中都对质量和可靠性提出了越来越高的要求。国际规则、国际标准和法律法规要求沿着整个供应链实现无漏洞的产品追溯。在没有任何漏洞的产品可追溯性中,智能化的、图像支持的ID激光识读器是成功的关键

Ralf Kehlenbach

在日常工作中,系统的追踪追溯能力为我们带来了许多优点,并伴随着生活的方方面面。一维和二维代码有可能实现无漏洞的产品追溯。所有产品实物上的大量信息使我们能够不受地点的限制读取,例如:唯一性的序列号和批次号,产品编号,生产日期,全球ID识别码,所含成分,失效日期和许多其他的信息、数据。尤其是在那些对安全性要求很高的行业领域中,例如药品生产领域、医用产品生产领域和医疗机构等领域中使用的产品,在各种环境中可靠、正确无误地读出它们的产品代码是非常重要的。


利用保留在很小面积上的二维矩阵代码,可以准确地跟踪和记录手术器械的全过程,在经济性和患者的安全保障方面有着明显的效果和重要的影响

错误地读取代码带来高昂的代价

若不能正确识读有些褪色、受损、有污垢、破损或者假冒的代码,则会在供应链中出现错误和失误。在自动化的识别和数据采集中,例如在医药和医疗产品的生产领域中,自动化的识别和数据采集是绝对不能出现失误的。这里的最终目标是:患者在正确的时间服用剂量正确的、具有合格质量的药品。代码读取时的干扰和错误可以带来高昂的赔偿费用甚至承担法律责任。利用保留在很小面积上的二维矩阵代码,可以准确地跟踪和记录手术器械的全过程;在经济性和患者的安全保障方面有着明显的效果和重要的影响(图1)。


利用性能强大的ID激光识读仪可以快速、准确地同时读出多个样品瓶上的数据。制作在小瓶子上的代码有着绝对可靠的可追溯性

新的国际法律法规环境努力保障供应链中有更高的安全可靠性,但也无法阻止不断上升的剽窃行为。所有参与到供应链中的企业将来都要使用有法律约束性的UDI(唯一性识别)系统,以便保证产品的唯一性。全球UDI网络的数据库是这一识别方法的基础。目前,不同的主管当局,例如FDA(美国食品及药品管理局)和GHTF(全球协调工作组)都开发了大量的ID识别规范。2011年2月16日欧洲议会通过了欧盟委员会提出的欧洲UDI系统方案,与这一国际标准保持一致的安全特征标志和监控机制应保证各种药品的可追溯性:从药品生产到最终患者的整个供应链中都有着完全的、可靠的可追溯性,包括排污处理和回收再利用。


In-Sight 5603型视频监控系统能够在最高速度400件/min情况下完成200万像素图像的二维矩阵代码检测识别,完成四行文字的识别

及早考虑未来系统的要求

对于原材料供应商、生产厂、销售商和物流企业来讲,尽可能早的考虑适合于未来要求的编码系统和读识系统是具有战略意义的。例如未来对条形码的要求:它们更多使用了不同宽度、不同长短组成的条形码;例如二维条码的要求,以及不同代码的组合应用等。而且除了在纯粹的代码读取之外,常常还提出很高的使用灵活性要求,这就要求代码读取有着更高的系统扩展性能。例如:在包装和产品上同时读取不同类型代码的能力,包括对可读文字的鉴别能力,识别含使用说明标签的正确位置和其他特性标志等。同时,还常常包括质量监控,例如安瓿瓶正确的灌装量。利用性能强大的ID激光识读仪可以快速、准确地同时读出多个样品瓶上的数据(图2)。在包括高复杂标志识别能力在内的整个ID识别领域内,与激光扫描识别技术相比较,图像处理技术的传感器在速度、功能可靠性、经济性等方面都更胜一筹。在国际市场中,可靠的(产品/发送物资)跟踪识别技术有着稳固的市场,是供应链安全保障不可缺少的组成部分。


大小犹如火柴盒般的ID识读仪Dataman 200

多种多样的产品覆盖整个领域

Cognex丰富的产品品种覆盖了整个产品识别领域:包括适合于特殊应用的、功能强大的、分为不同等级图像处理的软件和硬件;能够满足从简单到复杂应用的种种要求,能够完成质量监控,也基于图像处理技术的ID代码激光识别系统。产品包括了计算机支持下的视频系统,功能强大的视频监控软件Vision-Pro,复杂的自给自足的视频监控系统In-Sight(图3),固定式的ID激光识别仪 Dataman 100至火柴盒大小的Dataman 200(图4),移动式的Dataman 8000系列检测仪,最新型的Dataman 500系列识读仪(图5)和Checker系列视频传感器。


利用新型的Dataman 500,首次实现了利用一块芯片完成图像数据的采集和图像处理:VSoC=单片机可视化系统

用于一维和二维代码设备的激光识读系统带有内置照明灯;200、500及8000系列也可以选配最先进的液晶技术视频镜头。其工作原理是:液晶镜头由两种不同的液体组成,在这两种液体中作用有一定的电压,在电压的作用下镜头表面会产生一定的变形。没有运动的机械装置只需电子控制就可以在瞬时完成焦距的调节,从而实现自动的聚焦和缩放。这一非常坚固耐用的技术为交替变化的使用场合提供了很高的使用灵活性。在识读条码的1D-Max软件和基于专利技术的Pat-Max视频技术基础上识读矩阵代码的2D-Max软件的帮助下,Cognex公司研发生产的ID识读系统可用于各种常见代码的识别。新型的Dataman 500型识读仪首次实现了图像传感器的图像处理和运算处理的合二为一,实现了VSoC(单片机可视化系统)。它可以在1s的时间里实时采集和分析最多1000帧图片的信息;结合非常可靠的图像处理算法,可以实现很高的可读性。

在配备了Auto-ID系统的自动化识别设备中,可以实现很高的经济性优点。每一种ID识别系统坚固的结构和可靠的安装使用方法,保证了生产线在降低单件产品包装成本的同时也明显提高了生产效率。另外还有一些不可直接量化的优势,例如:更好的设备利用率,减少了用户投诉,提高了用户的满意度以及企业的质量保证。

符合使用要求的特殊知识避免错误

在整个结合了实时通讯联系的质量控制和ID系统解决方案复杂的工作过程中:生产过程、物流运输、办公网络和数据库,需要多方面、多层次的专业技术知识。应用技术和专业技术知识及经验在避免出现工作中的错误、实现很高的工作灵活性、提高生产效率以及降低生产成本方面都有着重要的意义。

在一个全球化的环境中,获得一个将各种元素都最佳地组合在一起的硬件和软件解决方案是很重要的。从一个供应商手中得到所需的全部,有着认真负责的对话伙伴;Cognex公司利用其全球化的系统集成和合作伙伴网络——除了其图像处理的硬件和软件——也包括丰富的专业技术知识和多样化的产品,为用户提供了可靠的跟踪查询系统,尤其是其Auto-ID解决方案与SAP系统的通讯。


永久性的二维矩阵代码允许准确地追踪出厂产品、已经消毒的医疗用品,保证手术后器械的完整齐全以及经常使用和等待修理

他们的一个合作伙伴是汉堡市的Serventi公司。该公司的模块化解决方案NGS(Next Generation Serialisation)不仅涵盖信息技术而且也包括生产技术。这一解决方案的目的是:提高整个价值增值链、供应链的效率和透明度,尤其是中小型企业的效率和透明度。这一方案所使用的软件模块保障了顺利地传送数据,满足FDA或者UDI技术规范和标准的要求。

在如今的医疗产品生产企业中,不仅要把内部的生产管理组织好,也要把外部的生产纳入企业的生产管理之中。因此,对软件的使用灵活性提出了很高的要求:软件能够把分散于不同地点的生产厂构成一个整体的网络工厂。构建网络工厂的一个重要原因:利用短时间快速反应以应对市场的变化。为此,Cognex公司提供了以应用为主导的、分级的模块化软件平台。并且,永久性的二维矩阵代码允许准确地追踪出厂产品、已经消毒的医疗用品,保证手术后器械的完整齐全以及经常使用和等待修理(图6)。

模块化的通讯设计能够实现最合适的网络工厂

在Cognex公司图像代码识别系统与SAP Auto-ID解决方案之间,可以利用安装在SAP PCO 接口中的(SAP-MII部件)KUP-Vision模块识读符号和一维代码、二维代码的识别确认。在生产数据管理的同时,这一模块还控制着工业打印机和摄像监控系统。所读入的数据都要进行正确性核查,并与所有包装工序中的批量生产数据结合起来(全集成),最后移交给SAP Auto-ID系统。

可供使用的、模块化结构的通讯模块使得按照企业IT结构的集成成为可能。例如,SAP MII模块(生产管理集成和智能化模块)保障了生产系统与整个供应商网络畅通无阻的通讯联系。这就统一了整个生产领域中的通讯联系,同时也提供了标准化的用户界面。这一模块在生产层次和经营层次之间建立起了实时通讯的桥梁。所有与生产有关的数据都可以马上使用,包括合同数据、原材料数据、设备状态、成本费用和产品质量等数据。其他的软件模块,例如:SAP AII(包装结构和过程自动化)和SAP OER(企业级仓库序列化管理)等,都大大扩展了序列化的功能范围,提供了与上述国内UDI系统通讯的能力。

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