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解決方案

工業4.0新樣本:機器視覺邂逅激光焊縫跟蹤檢測

來源:四芯同創2017-09-25 我要評論(0 )   

人類通過眼睛來觀察和認識世界,機器視覺通俗來講就是機器身上的眼睛,是機器感知世界的視覺器官,機器視覺可以感知世界,並和外

 人類通過眼睛來觀察和認識世界,機器視覺通俗來講就是機器身上的“眼睛”,是機器感知世界的視覺器官,機器視覺可以感知世界,並和外部世界發生交互關係,從而實現自動化和智能化,因此,機器視覺被成為未來人工智能的核心技術。武漢四芯同創科技正利用機器視覺來實現激光焊縫跟蹤檢測自動化,搶占新一輪科技高峰,打造工業4.0時代智能製造的新樣本。

  搶占工業(ye) 4.0新機遇:機器視覺迎來行業(ye) 黃金發展期

  隨著我國傳(chuan) 統製造業(ye) 的結構調整和轉型升級,高端、精密、自動化和智能化是製造業(ye) 發展的新趨勢,以激光行業(ye) 中的激光焊接工藝為(wei) 例,在激光焊接中,經焊槍聚焦後的焊接激光束光斑直徑極小,一般小於(yu) 0.3mm,由於(yu) 激光焊接具有非線性、時變且幹擾因素多的特點,焊接過程中工件發熱導致焊縫變形,如果不對焊接過程采取控製措施,則激光束焦點極易偏離實際焊縫位置,導致焊接質量降低甚至是焊接失敗,這就要求在焊接過程中能夠實時檢測出焊縫的實際偏差,並對偏差進行實時反饋處理並進行動態調整,從(cong) 而實現全閉環控製,以保證焊接質量。因此,激光焊接過程中的焊縫自動檢測與(yu) 跟蹤,便成為(wei) 激光焊接自動化領域需要解決(jue) 的行業(ye) 痛點。

  擁有多年激光行業(ye) 經驗的劉念對此有深刻的認識,在探索解決(jue) 這一行業(ye) 痛點的過程中,他遇到了兩(liang) 位在工業(ye) 自動化領域誌趣相投的創業(ye) 夥(huo) 伴易希和謝俊。由於(yu) 在自動化領域多年的研究經曆和行業(ye) 經驗,他們(men) 將目光投向了機器視覺,因為(wei) 機器視覺實現了對工件尺寸、形狀、顏色等特征的自動判斷和識別,可以讓機器代替人眼做測量和判斷,機器視覺具有高度自動化、效率高、精度高、穩定性強、可適應危險環境、感光範圍廣等人工視覺無法比擬的優(you) 勢,是實現工業(ye) 自動化和智能化的必要手段。所以他們(men) 一致認為(wei) 機器視覺是激光焊縫自動檢測跟蹤的最前沿技術,由此,致力於(yu) 機器視覺技術研發和提供行業(ye) 係統解決(jue) 方案的武漢四芯同創科技有限公司應運而生。

  根據市場研究報告,2015年全球機器視覺市場規模為(wei) 80.8億(yi) 美元,到2020年市場規模將達125億(yi) 美元,其中, 2015年中國機器視覺市場規模61.2億(yi) 元,到2020年市場規模將達152億(yi) 元,同比增速為(wei) 28.57%。可以說,機器視覺市場迎來了行業(ye) 發展的黃金期。

  聚焦技術前沿:打造機器視覺技術的中國芯和國家標準

  機器視覺通過計算機或圖像處理器以及相關(guan) 設備來模擬人類視覺功能,從(cong) 客觀事物的圖像中提取信息進行處理,以讓機器獲得相關(guan) 視覺信息並加以理解,最終用於(yu) 實際檢測和控製等領域,是未來能否真正實現萬(wan) 物互聯和智能製造的關(guan) 鍵,涉及人工智能、神經生物學、計算機科學、圖像處理、模式識別等諸多領域,是跨學科的集成式創新領域。

  目前,機器視覺行業(ye) 包括上遊部件級市場、中遊係統集成/整機裝備市場和下遊應用市場,雖然行業(ye) 剛剛起步,但是競爭(zheng) 異常激烈,全球互聯網和半導體(ti) 巨頭紛紛布局,顯示出智能圖像處理將是下一個(ge) 競技場。如果在這一領域掉隊今後我們(men) 將會(hui) 受製於(yu) 國外,隻能淪為(wei) 國外機器視覺上層二次應用開發商以及產(chan) 品代理商,而且成本高昂,也無法完成國內(nei) 製造業(ye) 的轉型升級,更莫談智能製造。

  為(wei) 了攻克機器視覺領域的核心技術,武漢四芯同創科技有限公司和武漢大學的機器視覺專(zhuan) 家組建了一個(ge) 研發團隊,深入電子通信、信號/圖像處理、計算機視覺、模式識別、大數據、智能製造、物聯網等基礎學科的交叉研究,並密切跟蹤國內(nei) 外機器視覺的前沿技術趨勢,致力於(yu) 將原創性的科研成果轉化為(wei) 技術生產(chan) 力。

  “我們(men) 和國內(nei) 頂尖的技術研發團隊合作,占據著機器視覺底層核心零部件以及深度算法的智能分析方麵占據製高點,這是我們(men) 的核心競爭(zheng) 力所在。”武漢四芯同創科技有限公司負責人劉念表示。“隻有堅持自主創新,拿到機器視覺技術領域的原創性成果,我們(men) 才能真正打造機器視覺技術的中國芯,並在此基礎上進一步製定國家標準,然後不斷推廣其在製造行業(ye) 的廣泛應用。”

  開拓行業(ye) 應用:機器視覺邂逅激光焊縫跟蹤檢測結碩果

  武漢四芯同創科技有限公司在機器視覺技術的研發源於(yu) 激光焊縫自動化帶來的靈感,圍繞著機器視覺和激光焊縫跟蹤檢測兩(liang) 大領域進行跨界創新,研發出了“機器視覺—激光焊縫自動跟蹤及檢測係統”。

  該係統選擇激光視覺傳(chuan) 感器作為(wei) 焊縫自動跟蹤係統的傳(chuan) 感器,具有主動性、非接觸、能獲取物體(ti) 的三維信息、靈敏度精度高、抗電磁場幹擾能力強等優(you) 點,采集接縫表麵信息通過圖像采集卡輸入到計算機中,然後通過計算機分析處理該信息得出控製信號,並通過運動控製卡將控製信號傳(chuan) 達到步進電機驅動行走機構的兩(liang) 個(ge) 軸,以控製焊槍的運動。

  據了解,該係統的創新性主要體(ti) 現在三個(ge) 方麵,實現了3D視覺對焊縫的高精度定位、3D視覺進行焊縫質量檢測以及高精度伺服係統實現焊縫跟蹤過程實時控製。兩(liang) 個(ge) 核心技術指標達到國際領先地位,一個(ge) 是圖像精度,深度方向達到0.02mm,橫向方向達到0.02mm;另外一個(ge) 是伺服係統控製精度,其定位精度達到10um,定位速度達到10m/min。

  “事實上,製造業(ye) 要真正實現智能化,還需要不斷積累自動化係統運行過程中的數據,形成工業(ye) 大數據,通過對這些數據的分析,不斷反饋給係統並進行修正,使得整個(ge) 係統的運行更加智能化。因此,智能製造大數據服務也是我們(men) 今後的一個(ge) 重要方向”公司的負責人解釋道。

  目前,機器視覺—激光焊縫跟蹤檢測係統除了應用於(yu) 汽車製造行業(ye) ,還廣泛應用於(yu) 石油天然氣管道的焊接,火箭、航天飛船部件的焊接加工等,將對我國的高端精密製造行業(ye) 產(chan) 生重要的促進作用。隨著機器視覺行業(ye) 的深入發展,從(cong) 工業(ye) 視覺到計算機視覺,從(cong) 人機交互到自動駕駛,從(cong) 虛擬現實到物體(ti) 自動識別,機器視覺都擔當著重要角色,四芯同創科技將堅持自主創新和拓展市場應用並舉(ju) ,通過機器視覺助力我國的工業(ye) 2025計劃早日實現。

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