芯耀
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隨著信息技術(shù)的飛速進(jìn)步，第四次視覺(jué)革命深度融合“人”“機(jī)”“物”，基于光學(xué)原理的3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)迎來(lái)爆發(fā)式發(fā)展，成為工業(yè)生產(chǎn)中更高效的檢測(cè)利器。
3D視覺(jué)技術(shù)通過(guò)非接觸性、高速性、數(shù)據(jù)完整性三大核心優(yōu)勢(shì)，解決了接觸式測(cè)量在效率、精度、適應(yīng)性上的瓶頸，尤其適合大批量生產(chǎn)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)檢測(cè)、高附加值產(chǎn)品場(chǎng)景。在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，3D視覺(jué)已成為主流趨勢(shì)，推動(dòng)“智能制造”向自動(dòng)化、智能化方向深度發(fā)展。
盡管3D視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)路徑多元，但不同設(shè)備在原理機(jī)制與硬件架構(gòu)上差異顯著，目前能夠同時(shí)滿足高精度檢測(cè)、大視野覆蓋與高速檢測(cè)節(jié)拍等多重要求的產(chǎn)品仍較為稀缺。若一味追求檢測(cè)效率與生產(chǎn)節(jié)拍，往往可能導(dǎo)致檢測(cè)精度的妥協(xié)；然而，隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的需求持續(xù)升級(jí)，外觀檢測(cè)精度標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。因此，企業(yè)在工業(yè)產(chǎn)線規(guī)劃中，需結(jié)合具體項(xiàng)目的檢測(cè)目標(biāo)、工況條件及成本預(yù)算，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的適配性進(jìn)行綜合評(píng)估，從而選擇既能平衡效率與精度、又符合經(jīng)濟(jì)性的解決方案。
不同的產(chǎn)品在特性和應(yīng)用上不盡相同，光譜共焦法對(duì)材料的漫反射能力、表面粗糙度及單一反射界面要求較高，而光檢測(cè)雖然涵蓋多種技術(shù)，不同技術(shù)對(duì)材料的光學(xué)特性（如反射、折射、散射等）要求因原理而異，適配性更廣泛，但檢測(cè)結(jié)果容易受光強(qiáng)干擾，不適合拋光/鏡面等材質(zhì)的檢測(cè)。采用主動(dòng)立體視覺(jué)方法的結(jié)構(gòu)光技術(shù)通過(guò)主動(dòng)投射可控光學(xué)圖案（如條紋、編碼圖案等），相較于被動(dòng)立體視覺(jué)（僅依賴(lài)環(huán)境光），在環(huán)境兼容性和檢測(cè)精度上具有顯著優(yōu)勢(shì)，以3D閃測(cè)傳感器為例，它采用了光學(xué)成像（CMOS感光元件、彩色投影單元、遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)）、結(jié)構(gòu)光、AI算法（解碼/投光/圖像優(yōu)化）及高速數(shù)據(jù)處理與傳輸（高性能控制器+光纖）等技術(shù)，這些技術(shù)融合使3D閃測(cè)傳感器既能在環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定工作，又能滿足微米級(jí)精度的快速檢測(cè)需求，成為半導(dǎo)體封裝、新能源電池、3C精密制造等領(lǐng)域的核心檢測(cè)工具。
就3D閃測(cè)傳感器從技術(shù)角度看，是一種跨學(xué)科的工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)，3D閃測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)需融合光學(xué)、電子、機(jī)械、算法、圖像處理等多領(lǐng)域技術(shù)，同時(shí)兼顧工業(yè)場(chǎng)景的可靠性和智能化需求，因而造就了技術(shù)瓶頸高，研發(fā)難度大等問(wèn)題。值此一提的是，國(guó)內(nèi)高端工業(yè)傳感器制造企業(yè)海伯森突破了技術(shù)壁壘，于2022年發(fā)布了中國(guó)首臺(tái)3D閃測(cè)傳感器“大菠蘿”HPS-DBL60，經(jīng)過(guò)近年來(lái)不斷改進(jìn)，技術(shù)更是有了顯著提升。
海伯森這款傳感器之所以帶“閃測(cè)”二字，是該款傳感器能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成62×62mm工作區(qū)域的2D尺寸和3D輪廓的測(cè)量。這種快速測(cè)量的能力就像“閃電”一樣迅速。而實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果主要得益于產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)、軟件算法和硬件配置方面的全方面優(yōu)化。
I該款傳感器在結(jié)構(gòu)上：
1.采用業(yè)界頂級(jí)的CMOS感光元件和超低畸變遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，一次拍攝即可得到被測(cè)工件XYZ三維高精度數(shù)據(jù)。在高速實(shí)時(shí)檢測(cè)下，亦可實(shí)現(xiàn)20um絕對(duì)測(cè)量精度和1um的重復(fù)精度。
2.采用對(duì)稱(chēng)式多角度投射單元，不受方向限制，大視野,面檢測(cè),全覆蓋,無(wú)死角。
既可檢測(cè)工件的2D尺寸，還可測(cè)量工件的3D輪廓、體積及高度等特征，
II該款傳感器在軟件算法上：
1.高效AI軟件算法配套
XY間隔平均化處理，控制成像系統(tǒng)個(gè)體差異。
全新3D輪廓處理和2D圖像優(yōu)化算法。
自研投光算法,可減輕多重反射的影響和減少光澤部位的無(wú)效像素。
2.完備SDK及一站式軟件支持,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,易于集成;體積小,安裝使用便捷。
III該款傳感器在配套上：
傳感頭和配套的高性能控制器HPS-NB3200之間采用40G光纖進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸
在流水線全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，既要跟上產(chǎn)線節(jié)拍，又要確保檢測(cè)精度。尤其當(dāng)檢測(cè)對(duì)象為具有復(fù)雜幾何形狀的材料表面時(shí)，傳統(tǒng)檢測(cè)效率低，精度低，立體感低等問(wèn)題更加顯著，難以勝任如此高要求的任務(wù)。使用海伯森3D閃測(cè)傳感器替換傳統(tǒng)檢測(cè)方式，可大大降本增效。
以手機(jī)生產(chǎn)為例，需檢測(cè)的缺陷類(lèi)型涵蓋壓痕、劃痕、崩角、污漬等數(shù)十種微觀瑕疵，同時(shí)還需完成字符識(shí)別、孔徑測(cè)量、裝配間隙檢測(cè)等復(fù)雜任務(wù)。
除了手機(jī)外觀的檢測(cè)，在PCB檢測(cè)領(lǐng)域，3D閃測(cè)傳感器同樣展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。由于PCB板采用表面貼片技術(shù)，元器件密集且微小，表面深度信息復(fù)雜，傳統(tǒng)三角法測(cè)量易因遮擋形成檢測(cè)盲區(qū)。海伯森3D閃測(cè)傳感器憑借多角度立體投光與寬視野檢測(cè)能力，可對(duì)PCB板進(jìn)行無(wú)死角掃描，精準(zhǔn)捕捉元件貼裝偏差、焊盤(pán)缺陷等微觀問(wèn)題，其62mm×62mm的檢測(cè)視野不僅減少了重復(fù)檢測(cè)耗時(shí)，更通過(guò)實(shí)時(shí)3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)全面還原板面形貌，顯著提升PCB產(chǎn)線的檢測(cè)效率與缺陷檢出率。
在智能制造對(duì)精度與效率要求不斷攀升的當(dāng)下，海伯森3D閃測(cè)傳感器以創(chuàng)新技術(shù)為核心，打破傳統(tǒng)檢測(cè)的瓶頸，為工業(yè)檢測(cè)帶來(lái)了全新的解決方案。從手機(jī)精密零部件的微米級(jí)檢測(cè)，到PCB復(fù)雜表面的無(wú)死角掃描，它以“閃測(cè)”的速度與“精準(zhǔn)”的品質(zhì)，努力推動(dòng)著生產(chǎn)制造向智能化、高效化邁進(jìn)。未來(lái)，海伯森將持續(xù)深耕技術(shù)研發(fā)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，在更多領(lǐng)域發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，助力企業(yè)降本增效，為工業(yè)制造的高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的動(dòng)力。
