视觉和传感器的进步提高了制造业的业绩

机器学习、集成、连通性等都在影响传感为日益苛刻的应用提供的功能。

视觉和传感器的进步提高了制造业的业绩
视觉和传感器的进步提高了制造业的业绩

适应更多定制化产品和包装的需求,对更长的正常运行时间的需求,以从相同的资产中产生更高的产量,以及将更多流程自动化以提高质量和降低成本的驱动,正在塑造所有行业自动化供应商的产品开发活动。

能够更好地监控和测量生产设备和流程的性能对这些努力至关重要,因此制造商寻求视觉和传感器技术来帮助他们实现目标也就不足为奇了。这些技术的不断发展催生了为客户提供更全面产品的产品。

视力起飞

视觉系统在许多方面都在进步,包括深度学习软件、3D视觉和支持流程灵活性和用户选择的模块化。

Cognex例如,微软为其VisionPro机器视觉系统推出了首款深度学习软件。康耐视高级营销经理Ron Pulicari解释说,它使用户能够在容忍变化的同时检测到不可预测的缺陷,它可以在高速线路上在毫秒内识别异常,并且它可以在几分钟内根据一个小样本图像集进行学习。

他说:“深度学习将使机器能够开发自己的产品规格,解决以前无法解决的问题,比如区分手机上的污迹和手机外壳上有缺陷的划痕。”除了外观和功能缺陷检测外,该软件还可以对纹理和材料进行分类,验证组装和定位变形部件,并读取字符,包括扭曲的打印和光学字符识别(OCR)文本。

普利卡里说:“这种专门的软件可以分析分类的数据集,比如由操作员标记的图像,并根据代表好或坏的部分以及其他因素对其进行编程。”“这将彻底改变我们所知道的技术,使以前超出机器视觉能力的应用成为可能。”

随着机器视觉系统在速度和功率上的增长,3D机器视觉正在从受控的工业环境转向非结构化的工业环境。例如,康耐视的激光位移系统和激光轮廓仪可以使用一个紧凑的传感器生成高分辨率的2D和3D模型。

模块化视觉允许客户选择他们想在智能相机中使用的嵌入式照明和光学系统,或者为标准智能手机等设备添加条形码扫描和基本的机器视觉功能。“在未来,”普利卡里说,“模块化可能会扩展到机器视觉系统的更多子组件,延长这些组件的使用寿命。”

适应变化

将视觉与软件和自动化生产系统集成在一起,使得当今电子商务产品的制造和包装具有更大的灵活性。“客户想要混合搭配产品,创造他们自己的定制多样化包装,”劳拉·斯塔威尔说,该公司的行业营销经理欧姆龙

斯塔威尔指出,欧姆龙的视觉系统能够区分颜色或识别有光泽的表面上的文字,新的照明系统将通过自动调整波长、角度和高度来适应产品的变化。所有这些因素使其更容易满足柔性制造的需求。她补充说:“视觉系统需要能够适应产品和材料的许多变化,以及检测污染物或眼泪。”“越早发现不合格品,浪费的材料就越少。”

视觉系统的可追溯性和记录保存对于打击汽车、制药、医疗设备和零部件等行业的大规模假冒行为变得越来越重要。斯塔威尔说:“新的系统正在使用人眼看不到的墨水来标记代码,这些代码可以隐藏在任何颜色或图像中,甚至可以隐藏在油漆下面。”“这些识别码可以通过特殊功能进行检测,例如欧姆龙Microscan在MicroHawk产品线上的X-Mode算法。”

斯塔威尔补充说,可追溯性对于为患者植入物设计的医疗设备的日益使用也是至关重要的。“此外,制造商需要保护自己免受零售商因产品缺陷而罚款的影响,因此他们必须使用视觉系统来记录零件和产品图像以及生产线上的序列化代码。”

集成的体系结构

一款集运动、视觉和机器控制于一体的大型新平台将于年推出美国市场Beckhoff自动化在今年晚些时候的试点项目中。全面商业发布计划在2019年。

倍福北美自动化产品经理Daymon Thompson表示,使用一个强大的CPU来运行运动、视觉和机器控制将降低成本,简化自动化生产系统的架构。这种被称为TwinCAT Vision的集成方法将允许三个系统实时运行,以实现更高的精度、更高的吞吐量和更少的浪费。编程也将统一使用用于可编程逻辑控制器(plc)的相同的IEC 61131语言;它还增加了在c++中编程的选项。

“这个集成平台将视觉系统带入了PLC程序员的世界。它代表了OT和It的融合,并为视觉开辟了广泛的新应用。”“通过将运动、视觉和控制集成到一个实时系统中,这是前所未有的,我们可以降低硬件成本,使编程更容易,并将视觉结果与运动反馈相结合。这将使反应时间更快,定位更准确,过程控制更严格。”

Endress+Hauser的新型Proline智能科里奥利质量和电磁流量仪器

更高的精度,更容易故障排除

过程传感方面也取得了重大进展,特别是在连接、通信和数字化方面。

豪泽Endress +推出了Proline 300/500,这是一个行业优化的智能科里奥利质量和电磁流量仪器系列,简化了安装,快速调试,简化了操作和维护活动。Endress+Hauser公司的全国流动产品营销经理Nathan Hedrick说:“如今,公司的专业员工越来越少,所以我们制造的这些仪器没有活动部件,需要的维护更少,与员工的互动也更少。”

流量计的尺寸范围很广,包括适用于高温,腐蚀性流体,卫生和无菌工艺应用的型号。它们具有心跳技术,用于按照Namur NE107指南进行诊断,按关键度对事件进行分类,并提供解决问题的指导。Hedrick说:“当客户必须在较大的地理区域内管理设备时,该诊断功能可以告诉他们是否需要派遣技术人员以及负责哪个部分,从而使操作更加高效和可靠。”

按需验证状态创建了可追溯性的数字文档链,以满足国际质量管理标准。无线局域网功能和使用云服务或VPN的选项简化了远程通信。仪器的OPC UA服务器功能提供了一层灵活性,无需额外的边缘设备。

最大化生产

西门子产品营销经理Eric Heilveil表示,该公司通过越来越多的数字化传感仪器组合,如科里奥利仪表、多变量变变器和气体空隙率消除器(gvfe),解决了石油和天然气行业管道中的精确测量和曝气等问题。GVFE的设计目的是通过去除99%的气体来最大限度地提高石油管道的产量。

Heilveil说:“与测量温度、流量、液位和压力的模拟仪器不同,这些数字设备发出的信号在远距离传输时不会衰减。”因此,您可以远程获取额外的信息以进行故障排除。你可以从中央控制室发现问题,并使用这些预测数据来减少停机成本。”

Heilveil表示,西门子等传感器制造商也在让他们的数字设备更易于使用、安装和设置,从而缩短了周转时间。除了更准确地测量液体和气体流量外,数字仪表更容易与使用Profinet等工业以太网的控制系统连接。

“数字设备通常比模拟仪器消耗更少的能量,”他补充道。有点讽刺的是,多变量变送器现在通常是由太阳能电池供电,而不是柴油发动机或从连接它们的油井中提取的天然气。

数据越多,速度越快

为了满足客户从设备中获取更多数据的需求,Turck正在推出IO-Link 1.1版传感器。这次升级将把数据传输速率提高到230.4 Kbaud(32字节的进程数据),允许更多的数据传输到主机。

图尔克传感器部门副总裁Tony Udelhoven表示:“用户将更快地获得更准确的数据。参数分配服务器功能允许他们更快地设置新的传感器。它们将能够将参数存储在传感器所连接的IO-Link主控制器中。因此,如果设备被替换,参数可以自动上传到新设备,而无需额外编程。master也可以用来确保安装了正确的设备,确保更高的机器可靠性。”

根据Udelhoven的说法,IO-Link是为工厂自动化应用设计的,其中有大量的plc安装基础,通常是模拟的,IO-Link也可以作为模拟设备运行。“例如,通过超声波传感器,IO-Link可以生成温度补偿设置。它还具有锁定教功能,可以获取位置数据,有效地成为一个数字模拟传感器。”

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