药液里细若发丝的异物、印刷电路板上微米级的划痕、高速传送带上飞奔的包裹外观,这些曾让质检员头疼不已的难题,如今正被一条特殊的“线”悄然化解。

药液中的微小异物,在瓶身上印刷文字的干扰下难以分辨,传统的检测设备对这个场景“束手无策”。

这是石家庄四药在软袋输液药品检测中面临的困境,而工业线扫描相机的应用,不仅能将检测速度提升至7500袋/小时,每年还能节省数百万元人工成本-1


01 产线困局

河北石家庄四药的生产线上,一排排软袋输液产品正高速流动。长期以来,这些产品上可能存在的异物检测是个行业难题。

车间主任牛广跃坦言,软袋产品袋身柔软,又印有文字,药液中还有气泡,传统设备很难有效检测其中的可见异物-1

药品安全关乎生命,漏检的可能性让管理人员提心吊胆,而人工复检又意味着巨大的成本压力。牛广跃和团队想借助人工智能技术改变这一现状,却在技术实现上陷入困境。

直到他们遇见了山东新华医疗器械公司的李阳,当被问及解决方案时,对方介绍了一款特别的设备,“我们使用Dalsa线扫工业相机的视觉成像技术,来做这款灯检机,这个技术用在软袋产品检测是国内首次。”-1

02 技术革命

普通面阵相机像是一下子拍摄整个画面,而工业线扫描相机的工作方式完全不同。它每次只获取物体的一行图像信息,随着物体在镜头前连续运动,再将一行行的图像拼接成完整画面。

这个过程说起来简单,实际上需要同步运动、稳定照明和高速处理的完美配合。

更关键的是,工业线扫描相机能实现超高分辨率的成像。度申科技推出的DXL16K6C型号就拥有16384×6的分辨率和5μm的大像元,这种精度足以捕捉人眼难以察觉的细微缺陷-2

在软袋输液产品检测中,工业线扫描相机恰好克服了传统设备的短板。它不受软袋形状变形的影响,能有效区分印刷文字和真实异物,甚至能识别出比头发丝还细小的微粒。

03 多元方案

解决软袋检测难题的工业线扫描相机在技术实现上只是冰山一角,各厂商根据应用场景的不同,开发出了各具特色的解决方案。

面对空间受限的生产环境,德国Basler推出了仅有29mm×29mm的小巧机身的racer 2 S系列,这种紧凑型设计非常适合安装在空间和重量要求苛刻的位置-7

对于有高性价比需求的应用场景,Teledyne公司最新推出的Tetra系列提供了经济高效的选择。这款工业线扫描相机采用2.5 GigE Vision接口,功耗低于6瓦,在保证性能的同时有效控制了成本-6

针对需要检测大面积物体或高速运动物体的场合,度申科技的产品则展现了不同的优势。高达40KHz的行频配合20G高带宽,能够轻松处理PCB、半导体、高端3C产品等复杂检测任务-2

04 场景拓展

离开制药行业,工业线扫描相机的应用领域正在快速扩张。从制造业到医疗科学,从安防监控到智能交通,这条“线”正在重写多个行业的质量标准。

在制造领域,工业线扫描相机已经成为检测印刷材料、包装、卷材质量的关键设备-6。它们能在生产线上实时识别产品的表面缺陷、颜色偏差和尺寸误差。

这些相机也广泛应用于圆柱形物体的检测中,无论是医用安瓿瓶还是铁轨表面,都能通过这种技术获得全面无死期的检查-7

在纺织行业中,这种技术用于检测布匹的纹理一致性和染色均匀性;在食品加工业中,它们帮助识别异色颗粒和形状异常的制品;在金属加工领域,生产线上的划痕、凹坑都逃不过工业线扫描相机的“法眼”。

05 市场图谱

全球工业线扫描相机市场正在快速增长,据行业报告预测,到2032年全球市场规模将接近78.99亿元-9。市场的蓬勃发展吸引了众多厂商加入这一领域。

从国际品牌到国内企业,竞争格局呈现出多层次的特点。国际上,Teledyne、Basler、Cognex等企业凭借长期技术积累占据领先地位-9

国内品牌也在迅速崛起,如度申科技推出了行业首创的“TDI分时频闪+分时多通道平场校正”技术,提升了相机在复杂光照环境下的适应能力-2

海康机器人、华睿科技等中国企业则通过更贴近本土需求的解决方案和具有竞争力的价格,在市场上占据了一席之地-8

06 未来趋势

工业线扫描相机的发展方向正在从单一的图像采集设备向智能化解决方案转变。与传统相机相比,新一代工业线扫描相机不仅“看得清”,还能“看得懂”。

人工智能算法的集成是这一转变的核心。通过深度学习技术,工业线扫描相机能够自主识别和分类缺陷类型,减少人工干预,提高检测的一致性和准确性。

小型化和高集成度也是明显趋势,更紧凑的设计使得工业线扫描相机能够适应更多样化的安装环境,为生产线的柔性布局提供了可能。

同时,网络化和远程监控功能日益完善,通过工业互联网技术,分布在不同地点的工业线扫描相机可以实时上传检测数据,实现中央化的质量控制和数据分析。


当夜幕降临,石家庄四药的生产线依然灯火通明。工业线扫描相机不知疲倦地审视着每一袋药液,将微小的安全隐患挡在出厂之前。

在无数工厂和实验室里,这些特殊的“眼睛”正在重新定义质量标准。全球CMOS线扫描相机市场正以7.5%的年复合增长率稳步扩张-9,技术的不断突破正在将更多不可能变为可能。

技术的边界还在延伸,而这些看不见的“守护者”已经融入现代制造的血液中,成为保障产品质量不可或缺的一环。

你问我答:工业线扫描相机的那些事儿

网友“制造先锋”提问:
你好,看了文章很受启发!我们是一家印刷包装企业,最近正在考虑升级质检设备。文中提到的工业线扫描相机好像很适合连续卷材的检测,能再详细介绍一下这类相机在印刷品检测中的具体应用吗?它的安装调试复杂吗?

回答:
感谢你的关注!你问到点子上了,工业线扫描相机确实是连续卷材检测的“专业选手”。在印刷包装行业,它能大显身手。

想象一下,一卷十几米长的包装材料高速通过生产线,传统的面阵相机可能因为视野限制或畸变问题,无法做到全幅面、无死角的检测。而工业线扫描相机就像一位专注的“阅卷老师”,随着材料移动,逐行“阅读”每一个细节。

具体来说,它能高效识别多种缺陷:套印不准、颜色偏差、文字缺印、油墨斑点甚至微小的刀丝划痕-6-7。而且速度惊人,有些型号行频高达150kHz-6,即使生产线全速运转,也跟得上节奏。

安装方面,现在很多厂商都考虑到了易用性。像Basler的小型线扫描相机,尺寸只有29mm×29mm-7,非常节省空间。大部分品牌都会提供配套的安装支架、专用光源和调试软件。

调试过程也不像想象中复杂。关键是做好几点:相机的安装位置要与材料运动方向垂直;照明要均匀稳定,避免反光干扰;传送速度要与相机的行频匹配。很多厂商还提供“交钥匙”解决方案,包括现场安装指导和参数调优服务。

网友“技术小白”提问:
文章讲了很多案例,但我还是不太明白线扫描相机和我们普通相机到底有什么区别?它为什么就能看到那么小的缺陷?另外,如果我想在厂里引进这种设备,大概需要投入多少成本?

回答:
这个问题问得很基础,但很重要!咱打个比方吧:普通面阵相机就像你拿起手机“咔嚓”一下拍张全景照;而工业线扫描相机则像是用扫描仪扫一张长图——它是“一行一行”地获取图像。

原理上,工业线扫描相机的感光元件只有一行像素(或几行),通过与被测物体同步运动,连续采集一行行的图像数据,最后拼接成完整图像。这样做的好处是分辨率可以做得非常高,比如度申科技的相机就有16384像素的横向分辨率-2,能看清微米级的细节。

同时,因为它每次只处理一行数据,所以数据处理压力小,能做到更高的采集速度。这种设计也避免了广角镜头的畸变问题,特别适合检测连续、规则运动的物体。

关于成本,这就像买车,从经济型到豪华型都有。简单应用场景下,一套包含相机、镜头、光源和基础软件的入门级系统,可能在几万元到十几万元人民币。

如果是高精度、高速的应用,比如检测半导体或精密电子元件,要求更高的分辨率和行频,价格可能会上升到几十万甚至上百万元-2-6

除了设备本身,还要考虑安装调试、员工培训、系统维护等间接成本。但长远看,它能大幅降低废品率和人工复检成本,就像石家庄四药那样,一年能省下数百万元-1,投资回报率还是很可观的。

网友“行业观察者”提问:
当前国内外的工业线扫描相机市场格局如何?国产品牌与国际品牌的主要差距在哪里?未来几年这个技术会朝什么方向发展?

回答:
从市场格局看,目前确实是国际品牌占据领先地位。像Teledyne、Basler、Cognex这些企业有多年技术积累,在高端市场优势明显-9。它们的产品性能稳定,软件生态成熟,尤其在要求极高的半导体、精密制造领域几乎成为标配。

国产品牌如度申科技、海康机器人、华睿科技等正在快速追赶-2-8。国产产品的优势在于更贴近本地需求,性价比高,服务响应快。技术上,国产在一些细分领域已有突破,比如度申科技的TDI分时频闪技术就很有特色-2

差距主要体现在几个方面:核心传感器芯片还依赖进口;高端产品的稳定性和一致性有待提升;软件算法和生态建设相对薄弱;品牌国际影响力不足。

未来几年的发展趋势,我认为会有几个方向:一是更高分辨率与更快速度的结合,比如同时实现8K以上分辨率和每秒数万行的采集速度;二是更智能的集成,将AI算法直接嵌入相机,实现实时缺陷分类和判断;三是小型化与模块化,便于集成到各种自动化设备中;四是多光谱和3D线扫描技术的普及,能够获取物体更多维度的信息-7-9

随着中国制造业升级和国产替代政策的推进,国内品牌有望在技术迭代中缩小差距,未来几年这个领域的竞争会越来越精彩。