圖像傳感器在生產線中的應用

駱丁菱 貴州電子信息職業技術學院

圖像傳感器在生產線中的應用

駱丁菱 貴州電子信息職業技術學院

伴隨著制造業的進一步升級發展，在生產線中采用一些傳感器及其原理可以提升工業生產中的質量控制，如產品監測、生產線控制，從而達到自動化生產目標。現代化的產品生產線設計中利用感光器件的主要應用路徑是利用工業攝像機達到監測功能實踐。下面就以感光器件中的圖像傳感器為主題探討在工業生產線中對它的應用問題。

圖像傳感器 生產線 應用

近年來美、德、法分別提出了制造業的升級優化戰略，包括工業4.0、工業互聯網等；我國在這股制造業發展新潮流中也開展了諸多基于“互聯網+”的新戰略，構建了產業升級轉型、全球電力工業互聯網等發展計劃，尤其是在“一帶一路”的發展勢頭越來越好的情況下，我國實施進一步制造業升級轉型有了更好的技術支持，并且為其基于產品的生產到銷售建立了全程的產業鏈。從其前景觀察生產線的進一步智能化將會成為工業生產的必然趨勢。以下就以此為背景對主題展開具體討論。

1 圖像傳感器

圖像傳感器于1969年由貝爾發明，目前的感光器件中的圖像傳感器多作為工業攝像機的核心組成部分而得到應用。從類型分析，圖像傳感器有兩種，分別是CMOS、CCD。從原理方面分析，圖像傳感器主要是在高感光度半導體材料基礎上，能夠將光線照射下的電信號轉換為數字信號，從而完成光-電-圖像的轉換，其過程主要可完成高效化的信息存儲、編輯、傳送、接收。

2 圖像傳感器在生產線中的應用

以CCD圖像傳感器為例，我國的研發較為穩定，從第一代到第二代發展時間短、速度快，而且在成果轉化率方面相對成熟，已經接近世界發達國家水平。從特征方面分析，由于CCD工藝相對特殊，因而能夠在低照度、信噪比、通透感、色彩還原各功能中體現出顯著優勢。從應用方面觀察，我國已經在交通、醫療等高端領域實施了大規模、較大范圍的應用；伴隨著制造業向自動化、智能化、一體化方向的快速發展，目前借助互聯網+的思維一些企業也初步實現了基于圖像傳感器的生產線設計與生產應用，其效果相對傳統生產線效果更佳，對于產品質量的控制、生產流程的嚴格監測具有一定的促進作用。

2.1 生產流程中的對應設置應用

目前在工業生產線中應用圖像傳感器，其實質要求與生產流程相對應，使生產流程的各個環節得到具體的生產自動化監測。比如，以汽車零配件生產為例，就需要在產品設計、模具制作、材料制作、生產加工、流水線轉運、質量檢測、包裝各個環節安裝與之匹配的工業攝像機，并利用互聯網技術實現電腦設計平臺、數控機、流水線各環節之間的信息聯網，并在聯網設計中開發一個與生產汽車配件工藝相匹配的控制系統。生產線自動化中應用圖像傳感器通常會選擇與生產線相匹配的傳感器，先將產品的圖像、數據、參數進行前期設置，并將圖像傳感器對應的匹配到生產線之中，使生產線中的每一個開關、質量指標檢測能夠得到圖像傳感器方面的監測；而這牽涉到對于產品屬性及相關要素的分析，以及對應的系統設置。比如，具體到實踐操作中即要求將產品在生產線中的生產實踐各環節中的光信號通過攝像機轉換為圖像傳感器中的圖像進行與對應產品設計匹配的圖像識別，從而以參數匹配達到對產品的監測。而生產線中的整體化應用則主要集中體現在各個環節設置的圖像傳感器之間的信息共享，即令每個環節的圖像傳感器得到了圖像既能夠實施單獨的監測，也能夠使其合并在整體的產品成品方面，實現對整體產品的有效監測。

2.2 循序漸進原則下的應用實踐

由于光電傳感器在生產線中的應用較多，圖像傳感器相對偏少。因而目前制造業生產線中應用圖像傳感器處于嘗試階段，所以實踐應用中必要先將人機進行結合，實施人為管理操作下的圖像傳感器應用，即對于設置在生產線各流程之中的圖像傳感器必要進行人為監測，經過試行階段后可以再嘗試進一步的全面推廣應用，從而在循序漸進原則之下逐步實現圖像傳感器在生產線中的全面應用。比如，以汽車配件生產線為例，先可以嘗試在一些基礎和零件生產中小范圍應用，并借助應用經驗進一步擴大對其它零部件方面的監測應用。根據目前現狀建議在應用的初期增加技術投入力度，并設置專門的團隊進行相關的技術研發，提高技術創新能力，推進生產線全面智能化發展。

3 結束語

我國在圖像傳感器的研發方面雖然比較早，但在自動化生產線中的應用比發達國家較晚，尤其是應用技術相對欠缺，因此從一般的生產線應用效果分析還處于初步發展階段。因此建議在新時期面對制造業升級轉型發展、產業結構優化升級的機會，必要借助企業合用、技術研發投入與知識產權保護多個路向為其進一步的發展提供保駕護航的作用。尤其是應該在自動生產安裝、調試方面增加一些資金投入，提高圖像傳感器在生產線中的應用自動化水平，為其生產的全面智能一體化奠定基礎。

[1]熊平.CCD與CMOS圖像傳感器特點比較[J].半導體光電,2014(1)

[2]董建婷,楊小樂,董杰等.面陣CMOS圖像傳感器性能測試及圖像處理[J].紅外與激光工程,2013(12)