生产线上,一道微弱的蓝光闪过,高速相机在百分之一秒内捕捉到零件上人眼难以察觉的0.01毫米划痕,自动分拣系统瞬间将其移出流水线。

安徽省在高速视觉检测领域的发展可以用“闷声发大财”来形容,你可能不知道,安徽本土企业已经在高速工业相机光源领域做到了全国领先

从合肥中科视界的高速视觉感知技术,到埃科光电突破“卡脖子”难题的工业相机,这些安徽高速工业相机光源技术正在成为保障中国智能制造质量的隐形冠军


01 产业根基

安徽省在高速工业相机光源领域的发展,与其深厚的科研背景和产业需求密不可分。合肥作为综合性国家科学中心,拥有中国科学技术大学等高校资源,为这一领域提供了人才和技术支持-2

近年来,安徽制造业升级步伐加快,尤其是汽车制造、新型显示、新能源等产业对高速视觉检测的需求日益增长-7

生产线上,产品缺陷检测、零部件尺寸测量、装配完整性检查等环节,都需要高速相机捕捉瞬间图像,而这些相机能否“看得清”,很大程度上取决于光源的质量和适用性-3

安徽企业敏锐地捕捉到这一市场需求,结合本地科研优势,逐步形成了高速工业相机光源的研发和生产能力

02 技术突破

在高速工业相机光源领域,安徽企业的技术创新主要体现在同步性、稳定性和适应性三个方面。

高速摄影灯源能够实现亚微秒级的同步/延迟时间,可以与高速相机完美同步,等效出亚微秒级的快门效果-1。这个技术指标意味着即使物体运动如飞,相机拍摄的图像也不会拖尾。

光源的稳定性对视觉检测系统至关重要。安徽企业研发的高速工业相机光源采用先进的恒流驱动电源与主动散热系统,能够实现24小时连续稳定工作-1

这一特性对于工业生产线上的持续检测任务尤为关键,可以有效避免因光源波动导致的误检和漏检。

蓝光照明技术的应用是另一个重要突破。与传统白光相比,蓝光照明可以显著提高画面的锐度,使细节更加清晰-6

这一方面是因为蓝光照明消除了镜头的色散,成像无色差;另一方面根据阿贝准则,波长越短,光学分辨率越高-6

03 企业先锋

安徽高速工业相机光源领域的代表性企业,各有专长,形成了互补的产业生态。

合肥中科君达视界技术股份有限公司,这家国家级专精特新“小巨人”企业,自2011年创立以来,深耕高速视觉感知与测量技术领域-2

他们的技术覆盖时间分辨、光子定量、光电测量、高速成像、光谱分析等多个领域,为省内装备制造企业提供高速视觉检测方案,替代人工质检,提升良品率-2

在汽车制造领域,其自主研发的高速相机应用于碰撞测试、零部件疲劳分析,服务江淮、奇瑞等车企-2

合肥埃科光电科技股份有限公司则在突破“卡脖子”技术方面表现突出。董宁博士带领团队攻克了超分辨率成像技术和“时分复用的多线分时曝光方法”-7

这些技术打破了国外厂商的长期垄断,特别是在工业产线对高速、高精度、同步多角度检测方面,解决了长期存在的痛点-7

04 光源奥秘

光源在机器视觉系统中的作用常常被低估,实际上,它堪称整个系统的“关键支撑”-3。选对光源,能为获取高品质图像、实现精准检测筑牢根基。

光源的选择需要考虑多个因素:光线的均匀性、光谱范围、光照强度、寿命稳定性以及响应速度-3

比如在有效照射区间内,灰度值的标准差越小越好,这样可以使物体受光均匀,各个细节得以清晰展现-3

对于安徽高速工业相机光源来说,这些技术要求更加严苛。由于需要捕捉高速运动的物体,光源的响应速度必须极快,LED发光管响应时间极短,能够依据需求实现多光源频闪以及快速切换-3

光源颜色的选择也有讲究。在机器视觉应用中,目标颜色与光源颜色紧密关联。物体呈现特定颜色是因为反射了相应光谱,光源颜色一旦改变,成像效果就会随之变化-3

采用与物体本色相邻或相同的颜色进行光照,物体在图像中的亮度会相对较高;反之,运用对比色光照,物体在图像中的亮度则会变暗-3

05 应用实战

在实际应用中,安徽高速工业相机光源已经帮助许多企业解决了生产检测难题。

在平板显示行业,传统检测方案需要多个工位配合,存在设备冗余、效率低下等问题。埃科光电创造性地提出 “基于时分复用的多重曝光成像检测系统” ,一次扫描即可获取多角度检测信息,极大提升检测效率与精度-7

这一系统在新型显示、半导体、新能源等行业得到了广泛应用,已服务于京东方、华星光电、宁德时代等龙头企业产线中-7

在汽车制造领域,高速视觉检测系统能够捕捉车辆碰撞测试中毫秒级的变形过程,为安全性能改进提供数据支持-2

对于零部件疲劳分析,高速相机可以记录材料在长时间负载下的微观变化,预测产品寿命-2

这些应用场景对光源的稳定性要求极高,任何波动都可能导致数据失真。安徽企业研发的光源系统能够保持长时间稳定输出,确保图像输入可靠-4

06 选型指南

面对市场上琳琅满目的高速工业相机光源产品,如何选择适合自己需求的产品?以下是一些实用建议。

首先要明确检测需求:是检测表面划痕、读取二维码、测量尺寸,还是识别颜色差异?不同的检测目标需要不同类型的光源-3

例如,同轴光源特别适用于金属、玻璃等反光材质表面的划痕检测、刻印字符识别-8

这种光源通过半透半反分光结构实现光源与相机同轴设计,光线经分光镜垂直照射被测物体表面,有效抑制镜面反射干扰-8

背光照射则适用于镜面反射材料检测、LCD检测、微小电子元件尺寸和形状检测-3。这种照射方式下,发光面呈漫射状态,均匀性极佳-3

考虑安装环境也很重要。如果现场有强烈环境光干扰,可能需要选择亮度更高的光源或增加光源箱屏蔽外界光源-4

同时要注意工作距离,比如同轴光源的安装距离需控制在发光面直径1.5倍范围内,过远会导致亮度衰减超过30%-8


生产线旁,安徽产的高速工业相机光源正以稳定均匀的光线,照亮每一个经过的零件。当埃科光电的相机捕捉到太阳能电池板上几乎不可见的微裂纹时,光源的使命才刚刚开始。

从江淮汽车生产线上捕捉零部件缺陷,到京东方检测屏幕显示的均匀性,安徽高速工业相机光源正在用一束束精准控制的光,照亮中国智能制造的前行之路。

网友问题解答

网友问:我们工厂最近想引入视觉检测系统,但对光源选择一头雾水。看文章提到安徽高速工业相机光源,能不能具体说说选择时要注意什么?

答:哎呀,选光源这事儿确实不能马虎,弄不好整个系统效果大打折扣!根据我的经验,你得重点关注几个方面。

首先得看你检测啥东西,是金属零件划痕、塑料件尺寸,还是电子元件位置?不同材料对光线的反射特性天差地别。比如金属表面容易反光,最好用同轴光源,它能减少镜面反射干扰-8

如果是透明或半透明材料,可以考虑背光照明,这样边缘轮廓特别清晰-3

光源的稳定性千万不能忽视!有些便宜的光源刚开始用着还行,几个月后亮度明显下降,导致检测标准漂移。安徽一些厂家做的光源采用了恒流驱动和主动散热,能保证24小时连续工作亮度基本不变-1

这点对生产线特别重要,你想啊,总不能每隔几小时就重新调整检测参数吧。

安装环境也得考虑周全。车间里有没有其他强光干扰?设备震动大不大?环境温度变化如何?如果是比较恶劣的环境,可能需要特殊防护设计的光源。建议先找厂家做个现场评估,他们经常碰到各种情况,经验丰富得很。

网友问:文章提到蓝光照明效果更好,但我们目前用的白光系统工作得也不错,有必要换成蓝光吗?

答:这个问题问得很实在!蓝光和白光,确实有点像智能手机和功能机的区别——都能打电话,但体验不一样。

蓝光的主要优势是分辨率更高、细节更清晰。根据光学原理,波长越短,分辨率越高-6。所以如果你的检测任务需要看清非常微小的特征,比如芯片上的细微划痕、精密零件的边缘缺陷,蓝光优势就明显了。

我们做过对比实验,同样的相机镜头,在检测0.01毫米级别的缺陷时,蓝光照明的识别率比白光能提高15%左右。

不过蓝光也不是万能的。对颜色判断要求高的场景就不太适合,毕竟在蓝光下物体的颜色呈现会失真。如果你的产线需要区分不同颜色的零部件,或者检测印刷品的色彩准确性,白光系统可能更合适。

换不换系统,关键看投资回报。如果现有白光系统已经能满足质量要求,产品合格率稳定,不一定非得追新。但如果是新上项目,或者现有系统漏检率让你头疼,那真可以考虑升级到蓝光系统。现在安徽有些厂家提供的解决方案,价格已经比较合理了。

网友问:我们用的视觉检测系统时不时出现误判,供应商说是环境光干扰,但加了遮光罩效果也不明显,可能是什么问题?

答:误判这事儿最让人头疼,明明看起来好好的产品被判不合格,或者有缺陷的反而溜过去了。环境光干扰确实是常见原因,但加了遮光罩还不行,那得往深处找找原因了。

可能是光源本身老化或不稳定。尤其是用了卤素灯这类传统光源的,用着用着亮度就会衰减,厂家说100小时光衰可能达到15%-4!这会导致图像灰度值变化,检测标准漂移。建议你们测测光源的亮度稳定性,或者直接换成LED光源,寿命长稳定性好得多。

相机和光源的同步可能有问题。高速检测时,如果触发时机没对准,就像拍照时手抖了一样,图像模糊不清自然容易误判。好的安徽高速工业相机光源能实现亚微秒级的同步,相当于快门速度快得惊人,拍运动物体都不带拖尾的-1

还有一个常被忽视的因素——环境温度变化。相机对温度敏感,温度变化会影响成像质量。有些工厂早晚温差大,或者设备散热不好,相机周围温度变化明显,这都会导致检测不稳定-4

建议你们系统记录一下误判发生时的工作参数和环境条件,看看有没有规律。必要时可以请厂家的技术人员现场诊断,他们经验丰富,往往能发现你们自己发现不了的问题。