服务热线021-60512059

新闻中心

工业3D相机:开启智能制造新时代

发布时间:2025-02-14 | 信息来源:上海砚拓自动化科技有限公司 | 点击量:153

工业相机新势力:3D 相机登场

工业3D相机
在工业生产的精密舞台上,工业相机一直是不可或缺的 “幕后功臣”。从传统的 2D 工业相机,到如今崭露头角的 3D 工业相机,它们不断升级,让工业生产变得更加智能和高效。就好比 2D 工业相机像是一位出色的平面画师,精准地捕捉物体的二维图像,为工业生产提供基础的视觉信息;而 3D 工业相机则如同一位技艺精湛的雕塑家,能够赋予物体 “立体感”,获取物体的三维信息,让工业检测、测量、识别等工作上升到全新的维度。

3D 相机:不止是 “看”,更是 “洞察”

工业3D相机
传统 2D 相机就像是一位只能描绘平面世界的画家,它所捕捉的图像局限于物体的长度和宽度,仅能呈现物体的二维平面信息。比如在检测一个表面有细微划痕的金属零件时,如果划痕与金属表面颜色相近,2D 相机很容易 “视而不见”,因为它缺乏对物体深度信息的感知 ,难以分辨出表面的凹凸变化。
而工业 3D 相机则像是一位拥有透视眼的艺术家,不仅能看到物体的长和宽,更能捕捉到物体的深度信息,构建出物体的三维模型。这就好比为物体赋予了 “立体感”,使其在检测、测量、识别等工作中展现出独特的优势。以检测汽车零部件为例,3D 相机可以精准地获取零部件表面的三维数据,哪怕是极其微小的变形、磨损或缺陷,都能被它敏锐地捕捉到。通过对这些三维数据的分析,工程师们可以准确地判断零部件是否符合标准,从而确保汽车的生产质量。

探秘工作原理:如何捕捉三维世界

3D 相机之所以能够实现如此强大的功能,离不开其独特的工作原理。目前,常见的 3D 相机工作原理主要有结构光、时间飞行、双目视觉等。

  • 结构光:光影交织的三维密码:结构光 3D 相机,一般指采用多幅条纹光栅,即先通过光栅投射模组按照时间序列依次投射在被测物体上,再通过双目对物体表面的光栅进行拍照,基于事先编码规则进行解码和双目视差匹配,从而获得高精度的 3D 点云。简单来说,就像是给物体打上了一组特殊的 “光影密码”。相机投射特定模式的光束(通常是红外光)到被测物体上,这些光束在物体表面形成特定的光斑,光斑因物体的形状和表面特性而发生变形。相机随后捕捉这些变形的光斑图像,通过分析光斑的变形情况,就可以计算出物体的三维形状。在汽车制造中,工程师们利用结构光 3D 相机对车身零部件进行检测,能够快速、精准地发现零部件表面的细微缺陷,确保每一辆汽车的品质。
  • 飞行时间(ToF):光的速度与激情:ToF 相机通过发射一道红外光脉冲,并测量光脉冲从发射到返回的时间来计算物体的距离。通过多个光脉冲的发射和接收,就可以计算出物体的三维结构。这就好比是光在与物体进行一场 “短跑比赛”,相机通过记录光往返的时间,从而精确计算出物体与相机之间的距离,进而构建出物体的三维模型。在物流仓储中,ToF 3D 相机可以快速扫描货物的形状和尺寸,帮助机器人实现高效的货物搬运和存储,大大提高了仓储物流的效率。
  • 双目视觉:像人眼一样 “看” 世界:双目视觉系统通过两个摄像机获取同一场景的不同视图,然后根据视图之间的相对位置和差异来计算物体的深度信息。这就如同我们人类用两只眼睛看世界,通过双眼之间的视差来感知物体的远近和立体感。在智能驾驶领域,双目视觉技术被广泛应用于车辆的自动驾驶辅助系统中,帮助车辆识别前方的道路、车辆和行人等物体,为行车安全提供了有力保障。

应用场景大赏:无处不在的 3D 相机

3D 工业相机的应用领域极为广泛,几乎涵盖了制造业的方方面面。在汽车制造领域,3D 相机可对汽车零部件进行高精度的尺寸测量和缺陷检测,确保每一个零部件都符合严格的质量标准。例如,在汽车发动机的生产过程中,3D 相机能够快速、准确地检测出发动机缸体的内部结构和表面缺陷,为汽车的高性能和可靠性提供了有力保障。
在电子制造行业,3D 相机可用于芯片封装、电路板检测等环节。通过对芯片和电路板的三维检测,能够及时发现微小的缺陷和偏差,提高电子产品的质量和稳定性。以手机制造为例,3D 相机可以对手机外壳进行高精度的表面检测,确保外壳的平整度和光洁度,提升手机的外观品质。
在新能源领域,3D 相机也发挥着重要作用。在锂电池的生产过程中,3D 相机可以对电池极片的厚度、平整度等进行精确测量,保证电池的性能和安全性。同时,在光伏组件的生产中,3D 相机可用于检测光伏板的表面缺陷和尺寸精度,提高光伏组件的发电效率。
在物流仓储行业,3D 相机可以帮助机器人实现货物的自动分拣、搬运和存储。通过对货物的三维扫描,机器人可以快速识别货物的形状、尺寸和位置,实现高效的物流运作。比如,在快递分拣中心,3D 相机与机器人协作,能够快速准确地将包裹分拣到指定的位置,大大提高了分拣效率。

显著优势:高精度、高效率、高稳定性

工业 3D 相机之所以能够在众多工业设备中脱颖而出,离不开其显著的优势。首先,高精度是 3D 相机的一大核心竞争力。它能够实现亚毫米级甚至更高精度的测量,这对于一些对尺寸精度要求极高的行业,如航空航天、精密机械制造等来说,至关重要。例如,在航空发动机叶片的制造过程中,3D 相机可以精确测量叶片的曲面形状和尺寸,确保叶片的制造精度符合设计要求,从而提高发动机的性能和可靠性。
其次,3D 相机具备快速成像的能力。在现代工业生产中,时间就是效率,3D 相机能够在短时间内完成对物体的三维扫描和成像,大大提高了生产线上的检测和测量速度。以电子制造生产线为例,3D 相机可以在瞬间完成对电路板上元器件的检测,确保每一个元器件都被正确安装,从而提高电子产品的生产效率和质量。
此外,3D 相机还具有出色的稳定性,能够在恶劣的工业环境中稳定工作。无论是高温、高湿、强电磁干扰等恶劣条件,都不会影响其成像质量和测量精度。在汽车涂装车间,3D 相机可以在高温、高湿度的环境下对车身进行表面检测,确保车身涂装的质量和均匀度,为汽车的外观品质提供保障。

未来展望:持续创新,拓展边界

展望未来,工业3D相机的发展前景一片光明。随着科技的不断进步,3D 相机的精度将不断提升,成本将进一步降低,使其在更多领域得到应用。同时,3D 相机与人工智能、大数据等技术的融合也将更加紧密,为工业生产带来更多的创新和突破。例如,在医疗领域,3D 相机可以用于手术导航、康复治疗等,为患者提供更加精准的医疗服务;在文化遗产保护领域,3D 相机可以对文物进行三维数字化建模,实现文物的永久保存和虚拟展示 。相信在未来,工业 3D 相机将在更多领域发挥重要作用,为推动制造业的高质量发展贡献力量。
收缩
  • QQ咨询

  • 点击和我联系 张工
  • 点击和我联系 陈小姐
  • 点击和我联系 朱工
  • 扫一扫