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機器視覺瞄準新的應用

2019-04-07 11:14:19 來源:

馬薩諸塞州牛頓-機器視覺一度為編程精英保留,它已經成熟為電子,航空航天,醫療和汽車原始設備制造商提供的靈活,強大的自動化工具 - 僅舉幾例。現在,憑借RISC架構,更快的協處理器和更加用戶友好的軟件,機器視覺正在擴展到新的應用程序。該技術最早用于檢測半導體制造和電子組裝等先進制造應用中的產品。盡管此類應用仍然是行業的核心,但性能改進正在擴大機器視覺的范圍。

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例如,在美國馬薩諸塞州Natick的Cognex公司,工程師們最近設計了一個基于PC的機器視覺系統,該系統結合了用戶友好的“點擊式”Windows(TM)開發界面和灰度處理軟件。

Checkpoint軟件以256色灰度數字化和分析圖像,并與定制ASIC配合使用,以適應制造工藝變化,例如照明變化以及零件外觀和位置的變化,康耐視工程師說。頂級的800型號使用運行頻率為40 MHz的Motorola 68040 CPU進行快速圖像處理。

康耐視研發副總裁比爾·西爾弗說,Checkpoint系統可以讓制造工程師創建和實施高級應用,而無需廣泛的編程專業知識或對機器視覺的深入了解。此類應用不限于檢查。康耐視客戶現在使用機器視覺來校準汽車速度計,驗證攝像機組件,對齊集成電路,并計算膜包裝中的藥丸數量。在許多情況下,這些任務必須在過去手工執行:繁瑣且容易出錯的工作。

在新罕布什爾州納舒厄的Aquity Imaging公司,工程師正在將神經網絡技術應用于機器視覺。他們的基于PC的Mentorvision TM系統使用神經網絡生成過濾器,該過濾器區分美學上可接受的和不可接受的產品。這種“智能視覺”將機器視覺帶入以前為人類判斷所保留的應用中。

例如,在巴黎的Colgate Palmolive,工程師正在使用Mentorvision檢查家用清潔劑上的多個標簽 - 以及適應瓶子尺寸,標簽語言和位置的變化。視覺系統的神經網絡通過查看線路上的好的和壞的產品來“學習”產品,并接收關于哪個來自操作員的指令。在以這種方式處理10-20個良好樣品后,操作員可以通過接受或拒絕任何不合格的瓶子來改進檢查。

以前,Palmolive沒有使用機器視覺進行檢查,因為標簽語言和瓶子尺寸的頻繁變化將需要耗費時間的重新編程和調試。Acuity的工程師表示,Mentorvision的“展示和開展”方法讓Palmolive可以在不到半小時的時間內更改宣傳標簽或瓶子尺寸。

機器視覺也來自實驗室自動化。為了更好地處理血液樣本等危險液體,Acuity工程師正在設計一種機器人,該機器人使用機器視覺進行指導并識別臨床標本。“AutoPrep”從樣品架中取出樣品,對樣品進行分類或將樣品放入離心機中。該研究由美國國立衛生研究院贊助,是典型的機器視覺新領域。

Acuity研發副總裁John Agapakis解釋說:“機器視覺始終與制造相結合,但我們認為機器視覺與生產過程越來越緊密,因此更有益。”AutoPrep和類似系統可以保護工人免受感染或重復性壓力傷害,并可以使他們遠離危險環境,例如危險廢物處理操作。

收益率更高。在Ismeca USA,Inc.,Carlsbad,CA,工程師已將機器視覺結合到電氣測試系統中,以提高表面貼裝器件的吞吐率。G116結合了電氣測試和機器視覺檢測。使用旋轉真空轉臺移動設備,它可以檢測2D或3D,以監控引線條件,共面性和包裝。Ismeca工程師表示,該系統每小時可處理多達6,000個零件,并可降低部件損壞的風險。“在過去的幾年里,這個速度可能是每小時1,500或2,500個零件,”解釋Ismeca營銷經理Tom Clerici。該系統還通過組合多個操作來降低成本。以前,SMD制造商依靠較慢的人工操作員將產品從測試裝置轉移到檢測裝置,或者檢查每一秒或第三裝置以節省時間。

一些機器視覺制造商,如Imaging Technology,Inc.,Bedford,MA;Vision Modules,Inc.,Campbell,CA;和DI / MAC Technologies,佛羅里達州奧蘭多市;提供模塊化機器視覺組件,允許用戶選擇單獨的圖像分析組件并以增量升級。Active Imaging,Incline Village,NV,專門生產IP67級不銹鋼相機,適用于惡劣工業設備的機器視覺。

憑借增強的性能,裝配線速度檢測和靈活性,機器視覺技術在主流制造應用中獲得了認可,并創造了新的應用。對于機器視覺設計師而言,挑戰將是跟上快速自動化流程的步伐,并使用廉價的處理器來降低價格。

- 副主編安德烈亞貝克

IC供應商提供快速以太網設計

德克薩斯州休斯頓 -為了加速臺式電腦高速網絡方案的發展,四家領先的芯片制造商 - 德州儀器,美國國家半導體,AT&T微電子和Broadcom公司 - 正在提供免費的參考設計來幫助工程師開發三種100-Mbps LAN標準的系統。

這些設計展示了如何將TI的TNETE100 ThunderLAN(TM)100-Mbps以太網控制器芯片與其他三家公司的物理層設備相連。這些器件包括:美國國家半導體的用于100Base-TX網絡的DP83223 / DP83840 TWISTER(TM)芯片,用于其Regatta(TM)100VG-AnyLAN系列的AT&T的ATT2X01收發器芯片,以及Broadcom的BCM5000 10 / 100BASE-T4快速PHY收發器至100Base- T4網絡。

“同構網絡的日子已經一去不復返了,”TI網絡業務部經理Joe Valente說。“所有四家公司都希望確保原始設備制造商能夠快速向市場提供各種100-Mbps以太網產品。”

模擬推動了直升機設計

英國Leovil--Westland Helicopters Ltd.的工程師正在使用飛行測試數據的計算機分析來改進設計,開發性能規格并生成飛行手冊信息。此外,該公司的空氣動力學性能組(APG)為試飛員創建了直升機飛行模擬,允許他們開發有效的緊急飛行機動 - 然后再嘗試使用風險更高,價格昂貴的測試飛行器。

“這真是一個幫助飛行員生成有效飛行技術的出色工具,”APG公關工程師Grant Matthews說。

Westland的模擬系統提供駕駛艙儀表板的高分辨率再現,以及控制箱和消息窗口,以及“飛行”時的真實世界外視圖。

“使用顯示器,飛行員可以輸入參數來測試新的機動動作并觀察模擬的反應,”Matthews解釋說。在一個案例中,如果發動機發生故障,飛行員會模擬離岸石油鉆井平臺的起飛和著陸。

在實際測試飛行之后,飛機的機載磁帶系統捕獲的信息被轉換成數千個小數據文件并存儲在大型計算機中。Westland工程師隨后將所選文件傳輸到其工作站網絡,并可選擇在屏幕上放置多達12個單獨的跟蹤。

“一旦數據被分析,我們就會生成一個數據集,告訴我們在任何給定的重量,空氣速度和環境條件下飛行特定飛機模型所需的動力,”馬修斯說。

該公司表示,新的強大工作站網絡將顯示圖形模擬數據所需的時間從30分鐘減少到30秒。該公司正在使用Sun Microsystems SPARCserver 2,SPARCstation IPX,SPARCstation IP,SPARCstation ELC和SPARCstation 10s以及Evans&Sutherland圖形工作站和Digital VAX計算機網絡。

對于未來,該公司正在開發具有更多3-D圖形的增強仿真程序。“我們正在開發一種試驗模型,它將通過各種機動實際飛行耦合轉子 - 機身程序,以確定轉子如何與機身相互作用,”Matthews說。

IBM提供價格合理的CAD

紐約州Sommers--IBM正在通過一系列新工作站從預算中吸引工程師,這些工作站的價格從6000美元到11,000美元不等。其中:圍繞PowerPC處理器構建的六個型號,一個與Apple Computer和Motorola共同開發的芯片。

IBM RISC / 6000 PowerPC 604
工作站性能
  43P-133 42T
基本價格 $ 7,620 $ 10,945
記憶 16-192 MB 16-192 MB
磁盤 540M-5G 1.1-4.4G
Power PC 133 MHz 120 MHz
二級緩存 512K 可選0.5M
SPECint92 176.4 118.2
SPECfp92 156.5 116.5

“我認為它們絕對是炸藥,”馬薩諸塞州弗雷明漢國際數據公司工作站研究主任湯姆科普蘭說。“他們真正重新定義了工作站市場低端的性能。”

雖然IBM之前并不以低成本工作站而聞名,但位于馬薩諸塞州列克星敦的Datapro的Peter Lowber表示,藍色巨人已經改變了其策略。“突然之間,他們是低端同類產品的價格領先者,”他指出。“他們的定價非常激進。”一個關鍵原因:PowerPC,它允許公司利用大量產品來降低成本。

Model 42T售價10,945美元,配備16M內存,1.1G和120MHz處理器,售價10,945美元。公司官員將機器評定為118.2 SPECint92和116.5 SPECfp92,測量整數和浮點性能。工作站采用3-D圖形設計。133 MHz CPU的低端43P售價為7,620美元,尚未具備3D圖形加速功能。但擁有176.4 SPECint92和156.5 SPECfp92的性能。

IBM還推出了一款新型服務器Model C20,售價為19,200美元,提供32M內存和1G磁盤存儲。

粉末金屬降低了泵組件的成本

密歇根州德克斯特 -為各種合金,低碳鋼和工具鋼設計的粉末冶金(P / M)工藝正在幫助設計工程師在新泵應用中使用P / M.

由Krupp Engineering開發的F2(TM)粉末金屬工藝為工程師提供了在結構部件中設計低合金鋼和碳鋼的選擇。“該工藝將P / M擴展到傳統的工具鋼領域之外,”總裁Philip Krupp解釋道。

例如,在威斯康星州杰克遜市的維克斯航空航天國防集團,工程師正在使用該工藝降低飛機燃油噴射泵的成本。通過從線切割機切換到用于制造葉片泵轉子的F2工藝,工程師降低了預制棒的成本。維克斯工程師表示,采用P / M工藝生產的零件只需對槽和相對面進行精磨,內花鍵不再需要精加工。

同樣地,使用P / M工藝改進了用于連接由Marley Pump Co.,Lenexa,KS開發的離心泵的馬達和泵殼的夾子的設計。事實證明,沖壓夾具不夠堅固,工程師排除鑄造或機加工夾子太昂貴和耗時。Marley的工程師表示,F2工藝縮短了整體設計時間。夾子的硬度為Rc15并超過負載測試要求。

在猶他州鹽湖城雅培實驗室的索倫森研究部,工程師用營養泵中的316L不銹鋼制成的P / M部件替換機加工鋁部件。首席工藝工程師John Kirk表示,該開關提高了零件質量。“我們得到的部件外觀更好,耐用性更好,”他補充道。

Krupp工程師表示,F2工藝與傳統P / M之間的差異發生在制造的后半段。他們說,該工藝在燒結過程中使用更高,可變的溫度和壓力,使最終密度提高20%,最終密度為98%至100%。

熱電單元冷卻蜂窩基站

德克薩斯州達拉斯 -冷卻外殼不僅可以防止組件油炸,還可以讓您使用商業級組件而不是軍用級。區別?商用級電子設備的工作溫度高達70℃;軍用電子設備的工作溫度高達125攝氏度,但成本卻高出一倍。

摩托羅拉的蜂窩基礎設施集團正在開發一種廣泛的無線個人通信系統。該系統將使用海灣電臺作為中繼點來傳輸來自蜂窩電話和其他設備的信號。這些電站將安裝在2.5x2x1英尺的外殼中,位于建筑物外部和電線桿上。

當摩托羅拉希望將外殼冷卻到50℃以使用商用電子產品時,該公司求助于Marlow Industries,該公司開發了一種在外殼門中使用熱電冷卻器的設計。

標準壓縮機系統由于其尺寸和工作流體不能再凝結而不能在外殼中工作。由于熱電冷卻器沒有活動部件,所以熱電冷卻器更小并且本質上更可靠。它們基本上是由碲化鉍半導體材料制成的熱泵。直流電將熱量從模塊的一側移動到另一側。

在外殼門內,三組六個串聯的熱電冷卻器在156V時吸收9.4A。每組夾在兩個熱交換器之間。鼠籠式風扇將空氣移動到整個外殼中,在環境條件下將溫度穩定在50℃。

“我們必須專門設計冷卻器以適應這種應用,”Marlow項目經理Lance Criscuolo說。“該設計為摩托羅拉提供了易于制造的設備。對于需要主動冷卻的設備,安裝了熱電門。位于寒冷氣候中的設備將具有標準門。這些設備可以在一條裝配線上制造。”

腔體對齊夾具有助于照亮亞原子粒子

紐約州華盛頓港 -自7月以來,位于弗吉尼亞州紐波特紐斯的價值6億美元的超導連續電子束加速器設施CEBAF的物理學家一直在研究核子內的膠子和夸克的行為。該研究利用了近光速光束的粒子特性。

CEBAF的40億伏電子束從加速器的7/8英里長“橢圓形”周圍的五圈“獲得能量”:兩個電子“拖動條”包含160個超導振蕩電場鈮腔,由兩個180連接度磁力“轉”。沿拖曳帶的每次行程都會使光束增加4億伏特,每圈增加8億伏特。因為鈮腔在用液氦冷卻到-456華氏度時會超導,所以當加速器工作時它們不會升溫。

為了使CEBAF適當地加速其梁,每個單獨的碗到碗形鈮腔的軸必須在組裝期間對準到10微米以內。為實現這一目標,CEBAF的高級工程助理Danny Machie設計了一種腔對裝配和對中夾具,該夾具使用Thomson Industries,Inc。的鍍鉻導軌和枕塊。

C型夾具安裝在夾具的四個超級滾珠襯套軸承座墊上,可將腔體固定到位,1.5英寸60英寸管狀精簡直線輪緣方式可使腔體沿單個軸平滑地連接在一起。通過調整每個夾具上的三個塑料螺釘并從導軌上的參考點進行測量,每個夾具的八個腔體可以在三次迭代中對齊。在對準之后,腔體可以被轉移到測試臺或加速器本身,其中安裝凸緣保持對準并且移除夾具。

歐姆龍再次支持Design News Foundation

伊利諾斯州紹姆堡 -歐姆龍電子公司宣布將再次向工程教育基金會贈送10,000美元禮品,以支持年度設計新聞工程獎計劃。這份禮物標志著歐姆龍參與該計劃的第四年,使大學一級的工科學生受益。

“歐姆龍很榮幸再次贊助這一強大的計劃,以提升工程藝術的意識,支持專職學生的追求。通過支持年輕工程師的成長,我們知道我們正在為國家的整體增長和繁榮做出貢獻。世界,“歐姆龍執行副總裁弗蘭克紐伯恩評論道。

歐姆龍在全球擁有1300多名工程師,他們的工作領域包括材料科學,機械設計,生物工程,電子設計和光學系統設計。“我們的生命血液和我們對客戶的價值取決于不斷涌現的優秀年輕工程師,”紐伯恩說。

歐姆龍是世界領先的工廠自動化和控制組件供應商之一,包括傳感器,過程控制器,視覺系統,繼電器,PLC和光學開關。

除了EEF捐贈外,歐姆龍還以其他方式繼續支持工程藝術。例如,歐姆龍基金會,歐姆龍的慈善機構,通過與伊利諾伊州五所大學的持續獎學金計劃,為工科學生提供持續支持。

歐姆龍還繼續指導其本地產品工程人員為北美和中美洲市場設計和開發軟件和硬件產品。僅在過去兩年內,歐姆龍的產品開發和應用工程人員幾乎翻了一番。

這些投資的結果包括改進歐姆龍工程客戶的支持服務和新產品解決方案,如新的E3JU通用光電傳感器和用于大型機架PLC的新型模擬輸入模塊。

“智能”草圖以電子方式捕捉圖紙

法國Cestas--擁有專利壓敏電子筆的“智能”草圖板使設計人員能夠從涂鴉到概念開發創意 - 然后將其轉移到3D CAD系統。

使用Lectra Systemes的圖形本能,設計師可以直接在高分辨率(1,280 x 1,024)屏幕上繪制手繪草圖。電子筆可以模擬各種顏色的氈尖筆,鉛筆,筆或刷子。

隨著草圖的進行,內置于屏幕頂部的單元會檢測筆發出的紅外和超聲波信號。這確保了以電子方式捕獲圖紙的細節。因此可以隨后修改存儲的草圖而無需重繪。

三角測量系統決定了筆在空間中的位置,以及有關其旋轉的信息。該系統基于檢測從筆內的多個源發送的超聲信號。接收器位于屏幕頂部。

通過在筆中構建電阻傳感器,力克系統可區分輕型和重型筆劃。電阻傳感器將施加的壓力數字化,并通過超聲波將信號發送到計算機。

設計完成后,可以將其導出到CAD工作站以進行進一步的詳細設計工作。面向沒有計算機技能的設計師,“智能”草圖板完全基于視覺圖標。

繼3月份在米蘭舉行的第一架原型機演示之后,該墊安裝在多個測試地點。第一批商業產品應該在今年夏天準備好交付,價格從250,000到300,000法國法郎(約合5萬到6萬美元)不等。

- 法國歐洲編輯安娜科康

Sporty Sunfire不會清空您的錢包

馬薩諸塞州沃特敦 -你可能在今年夏天到處看到龐蒂亞克的新Sunfire:沿著中國的長城劃過,在比薩斜塔周圍做甜甜圈 - 并帶著我在車輪后面游覽波士頓地區。我開車一周的售價為13,764美元的SE Coupe具有通常的標準功能,加上一些你只能期望在更昂貴的汽車中找到它。

例如,在Sunfire中,你會驚喜地看到后座加熱和通風管道,電池減少保護,車內燈光劇院調光,后折疊座椅,前后座椅杯座和油位傳感器。Pontiac特別引以為豪的一個特色是4.9升手套箱,可容納12罐您選擇的飲料。

這款133立方英寸,2.2升OHV四缸發動機由5速手動變速箱控制,在5,200轉/分時可提供120馬力,在4,000轉/分時可提供130磅 - 英尺的扭矩。龐蒂亞克估計里程數為24英里/加侖,高速公路為35英里/加侖。還提供2.3升DOHC直列四缸發動機,以及三速和四速自動變速箱。

安全功能包括雙前排座椅安全氣囊,4輪防抱死制動系統,側護梁門梁和開槽框架導軌設計,可在正面碰撞時增強乘員保護。前懸架有一個穩定桿;后懸架采用線圈過沖擊設計。使沖擊和彈簧“在線”將乘客與顛簸和彈跳隔離開來,從而實現穩固且可控制的行駛。

雖然高級編輯Sharon Machlis更喜歡道奇/普利茅斯霓虹燈的騎行和內飾,但我更喜歡Sunfire的美學和運動性。懸掛很好,很僵硬,移動很容易,我在這個熱門的小數字中有一個球縮放。我更加喜歡這種體驗,因為我知道自己可以買得起這輛車。

- 朱莉安妮斯科菲爾德,副主編

電動跑車提供低成本,有趣的運輸

佛羅里達州棕櫚灣 -六月,Renaissance Cars Inc.(RCI)開始發售其首款電動跑車Tropica。重量為2,160磅,運動型雙座跑車可輕松達到55至60英里/小時的巡航速度。

兩個先進技術的24.5馬力直流電機提供動力,通過齒形帶驅動一個后輪。12伏6伏鉛酸蓄電池可提供60至80英里的行駛里程,該公司表示,可選的先進蓄電池將這一數字擴展到100英里以上。

最重要的 - 正如任何底特律工程師所知 - 是成本。“我們的目標是證明,從頭開始建造一臺售價低于2萬美元的電動汽車,電池組和所有電動汽車都是可行的,”電力研究所電力運輸商業化經理Jack Guy說道。(Palo Alto, CA)。Tropicas的產量大大超過了這個數字,他們將以17,500美元的建議零售價為RCI最初的21個展廳提供優惠。

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