激光——“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”
激光是20世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的一項重大發(fā)明，可用來加工各種材料。近年來，這把“最快的刀”，“最準(zhǔn)的尺”，這束“最亮的光”用她那柔美、神奇的能量以“光”速一路馳騁，使不計其數(shù)的行業(yè)重新煥發(fā)出生機和活力，并在很大程度上賦能傳統(tǒng)制造業(yè)。
機器視覺技術(shù)——人眼在機器上的延伸
機器視覺技術(shù)涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、計算機科學(xué)、圖像處理、模式識別等諸多領(lǐng)域，不僅是人眼的簡單延伸，更重要的是具有人腦的一部分功能一一從客觀事物的圖像中提取信息、進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。
機器視覺具有精準(zhǔn)、高效、靈活以及可重復(fù)操作的特點，在激光加工領(lǐng)域，機器視覺能夠?qū)崿F(xiàn)對加工對象的實時觀察并采用攝像頭獲取圖像信息，提高了加工的靈活性并能夠獲得較高的分辨率，提高操作的精確度，使生產(chǎn)效率得到了大幅增加。同時，基于對加工對象的圖像處理能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的加工工藝，且由于機器視覺可以進(jìn)行重復(fù)度高的激光加工，避免了加工人員由于重復(fù)操作產(chǎn)生的疲勞和錯誤，實現(xiàn)了對人員要求的降低。
2021華南先進(jìn)激光及加工應(yīng)用技術(shù)展覽會將于10月28-30登陸深圳國際會展中心（寶安新館）9號館，值得一提的是，本屆華南激光展將與中國（深圳）機器視覺展——VisionChina（深圳）2021同期、同館舉行。展會將與激光及系統(tǒng)配件、機器視覺及自動化廠家聯(lián)動，跨界融合，為下游設(shè)備集成商和應(yīng)用客戶提供優(yōu)化技術(shù)解決方案。
搶占工業(yè)4.0新機遇：
激光加工與機器視覺將迎來行業(yè)發(fā)展黃金期
與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，激光加工技術(shù)具有材料浪費少、在規(guī)模化生產(chǎn)中成本效應(yīng)明顯、對加工對象具有很強的適應(yīng)性等優(yōu)勢特點。而機器視覺通俗來說就是機器身上的“眼睛”，是機器感知世界的視覺器官，并和外部世界發(fā)生交互關(guān)系，從而實現(xiàn)自動化和智能化，因此，機器視覺也被稱為“未來人工智能的核心技術(shù)”。
比如，在電子制造領(lǐng)域，小到電容、連接器等元器件，大到手機鍵盤、PC主板、硬盤，在電子制造行業(yè)鏈條的各個環(huán)節(jié)，幾乎都能看到機器視覺系統(tǒng)的身影。中國作為制造業(yè)大國，集中了全球70%的3C產(chǎn)品產(chǎn)能，3C電子行業(yè)是最重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，無疑成為了機器視覺應(yīng)用項目的重點市場，而激光作為一種全新的加工工具，其在3C行業(yè)早已尋獲極大的用武之地，應(yīng)用版圖日益拓展。
圖.中國激光行業(yè)以較高增長速度發(fā)展 （激光加工專委會統(tǒng)計數(shù)據(jù)）
隨著我國傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，高端、精密、自動化和智能化是制造業(yè)發(fā)展的新趨勢。2020年，據(jù)激光加工專委會統(tǒng)計，中國國內(nèi)激光加工設(shè)備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值680億，較上年增幅18%。在政策的利好驅(qū)動下，國內(nèi)機器視覺行業(yè)快速發(fā)展，中國正在成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，預(yù)計到2025年我國機器視覺市場規(guī)模將達(dá)246億元。可以預(yù)見，在工業(yè)4.0時期，激光加工與機器視覺技術(shù)因其高端、精密及智能等諸多特性，將迎來行業(yè)發(fā)展的黃金期。
圖.2020-2025年我國機器視覺行業(yè)市場規(guī)模預(yù)測（單位：億元）
資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理 @前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP
匯集行業(yè)熱點：
激光加工技術(shù)與機器視覺技術(shù)跨界融合
近年來,激光加工設(shè)備不斷發(fā)展，其智能化程度不斷提高，越來越多的激光加工系統(tǒng)使用了機器視覺功能來進(jìn)一步提高加工效率及質(zhì)量，主要可分為以下幾大類:
激光精細(xì)加工設(shè)備例如紫外激光半導(dǎo)體硅片切割設(shè)備,主要通過圖像自動識別處理和定位功能來精確定位被加工工件的位置。并且還可以根據(jù)圖像自動判斷出所需加工點在工件上的相對位置,相比與人類視覺其分辨率更高,可以獲得更高的定位精度。因此可以在機械定位的同時,進(jìn)一步提升設(shè)備的加工精度。
02 激光柔性材料切割
其特點是采用了機器視覺圖像識別定位技術(shù)，可以對柔性材料的拉伸變形進(jìn)行全程自動跟蹤補償，準(zhǔn)確實時地捕捉到被切割物體的邊緣,并按要求將圖像的邊緣信息轉(zhuǎn)存為位置矢量信息傳給激光切割設(shè)備的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行自動尋邊精確剪切。
03 激光打標(biāo)
帶有機器視覺功能的激光標(biāo)刻設(shè)備可通過對被標(biāo)刻物體放置的位置、角度進(jìn)行分析識別，從而實現(xiàn)自動對準(zhǔn)調(diào)校打標(biāo)圖像的位置角度。機器視覺引導(dǎo)定位針對材質(zhì)脆弱、目標(biāo)物尺寸小、定位精度要求高、連續(xù)進(jìn)行大批量的打標(biāo)作業(yè)，能大幅提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量一致性。同時，當(dāng)放置打標(biāo)樣品時，無需專門的機械定位裝置，即使放置有一定偏移都沒有任何影響，經(jīng)過自動校對圖像后，還可打在原來預(yù)備打標(biāo)的位置上，提高打標(biāo)質(zhì)量、成品率和工作效率，使得打標(biāo)更方便、更準(zhǔn)確。
04 激光打孔
使用機器視覺的激光打孔設(shè)備除了具有自動定位跟蹤工件、自動打孔外,還可以對各種形狀的孔進(jìn)行檢測(如半圓孔、十字線、方形孔等)，加工檢測同時完成，可以提升生產(chǎn)效率，廣泛應(yīng)用于PCB打孔、塑膠薄膜打孔、標(biāo)簽紙打孔等領(lǐng)域。
05 激光輪胎在線標(biāo)記
采用機器視覺和圖像處理技術(shù)實現(xiàn)輪胎的激光在線標(biāo)刻。該系統(tǒng)主要由激光器、掃描器、工作臺、光學(xué)鏡頭、CCD傳感器、圖像采集卡和圖像處理軟件等組成，利用機器視覺和圖像處理技術(shù)，控制系統(tǒng)能在流水線上自動判別打標(biāo)的位置，根據(jù)計算機處理后的圖像信息來調(diào)整光束偏轉(zhuǎn)、自動地調(diào)節(jié)焦距進(jìn)行標(biāo)刻，準(zhǔn)確實時地捕捉到輪胎內(nèi)側(cè)邊緣信息，讀取輪胎編碼，實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)刻。
06 激光微加工
激光微加工包括刻劃、調(diào)阻等精細(xì)加工方式，人眼判斷會產(chǎn)生較大誤差。機器視覺可以清楚定位加工區(qū)域并引導(dǎo)激光器工作，盡可能降低及消除誤差。激光加工行業(yè)引入機器視覺技術(shù)，有效提高了激光加工設(shè)備的精確性、智能性和自動化性能，滿足現(xiàn)代化工業(yè)大批量、大規(guī)模生產(chǎn)質(zhì)量要求。
為更好地實現(xiàn)華南地區(qū)激光加工與機器視覺的融合，2021華南先進(jìn)激光及加工應(yīng)用技術(shù)展覽會將完整覆蓋激光加工、先進(jìn)光源、先進(jìn)激光器等展示范圍。而VisionChina（深圳）則聚焦機器視覺核心部件及輔件等特色環(huán)節(jié)，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)，整合頂層優(yōu)勢資源，在深圳國際會展中心9號館打造全新激光加工與機器視覺跨界合作新平臺。
您比較關(guān)注哪些激光+機器視覺的技術(shù)應(yīng)用？掃描左側(cè)二維碼，參與觀眾調(diào)研，即可提前獲取參觀門票。同時，每位成功提交問卷的朋友可在2021年10月28-30日展會現(xiàn)場領(lǐng)取精美禮品一份及午餐券一張！我們將擇選100份優(yōu)秀問卷，將手持風(fēng)扇或精美雨傘快遞給您。
激光/機器視覺品牌云集
10月28-30日，深圳國際會展中心9號館將為行業(yè)帶來一場激光加工+機器視覺的沉浸式體驗大秀，為廣大觀眾提供便捷的一站式采購和學(xué)習(xí)平臺。
華南激光展助力開拓行業(yè)新應(yīng)用：
激光加工邂逅機器視覺結(jié)智能制造碩果
目前，激光加工與機器視覺技術(shù)已被應(yīng)用于半導(dǎo)體、PCB、SMT、機器人與工廠自動化、食品飲料、制藥、消費電子產(chǎn)品加工、汽車制造等行業(yè)，甚至還廣泛應(yīng)用于石油天然氣管道的焊接，火箭、航天飛船部件的加工等，將對我國高端精密制造行業(yè)產(chǎn)生重要的促進(jìn)作用。激光加工技術(shù)與機器視覺技術(shù)得有效結(jié)合將極大地提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本，最終提升人類對工業(yè)產(chǎn)品的物質(zhì)與精神滿足。相信在未來，通過與機器視覺技術(shù)的有效融合，激光加工將更能夠為我國先進(jìn)加工及智能制造行業(yè)帶來新的火花。
2021華南先進(jìn)激光及加工應(yīng)用技術(shù)展覽會還將開辟激光器專區(qū)，聯(lián)手激光器知名企業(yè)，展示先進(jìn)激光器各類應(yīng)用范圍及案例。華南激光展將攜手中國光學(xué)學(xué)會激光加工專業(yè)委員會，依托華南地區(qū)智能制造優(yōu)質(zhì)資源背景，聚焦新基建，深度剖析先進(jìn)激光器技術(shù)熱點，大規(guī)模集結(jié)精英激光器企業(yè)，填補華南地區(qū)激光器展示市場空白，直擊用戶技術(shù)難點，引發(fā)激光新場景！
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素材來源：控制工程網(wǎng)、中國知網(wǎng)、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
參考文獻(xiàn)：王健超，張麗娟，駱公序，張同興，姜兆華.[J].機器視覺及其在激光加工設(shè)備上的應(yīng)用.2009.12:523-525.
整理：鐳Sir
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