一、 光機電一體化技術與應用研究所（1，2面）

光機電一體化技術與應用研究所介紹

       光機電一體化技術與應用研究所依托華中科技大學及數字制造裝備與技術國家重點實驗室等國家級科研平臺，聚集了一批智能裝備及智能制造技術的領域專家，建立了包括院士、教授、高級工程師、博士在內的高素質科研隊伍，具有雄厚的關鍵器件研發、智能裝備研制、行業解決方案設計的科研實力。

       研究所致力于智能制造裝備、智能制造技術以及產品智能化方面的研發與應用推廣，并成功研制了具有國際先進水平的高速工業視覺系統、光學幾何檢測傳感器等關鍵智能部件，以及SMT倉儲機器人、探傷機器人、LCR、AOI、等功能機器人與智能裝備，開發了智慧供應鏈、質量管控、刀具管控等數字化車間核心業務系統，相關技術已成功應用于三一重工、美的、富士康、華碩、中電科技、玉柴機器、江淮汽車、西高開等行業龍頭企業的數字化車間/智能工廠，取得了良好經濟與社會效益。

承擔項目

 

項目名稱	主管部門或合作企業
柔性電子跨尺度噴印制造中動力學行為與多場調控	國家自然科學基金委員會
工程機械產品加工數字化車間	發改委、財政部、工信部
高超音速流場實時精確測量系統的研制與應用	國家自然科學基金委員會
功能化大面積納米結構的模板調制成形基礎研究	國家自然科學基金委員會
柔性電子制造技術與應用	國家自然科學基金委員會
復雜葉片機器人砂帶磨拋在線測量與余量優化	國家自然科學基金委員會
柔性電子卷到卷制造中異質結構可控轉移與層合機理	國家自然科學基金委員會
高超音速流場粒子圖像測速示蹤機理研究與應用	國家自然科學基金委員會
復雜型面加工的能量定域耦合機制與表面完整性調控方法	科技部

 

 

合作單位

 

 

二、 工業視覺軟件包（一面）

 

 

產品特點

      MV-V1.0是自主開發的一套專業工業機器視覺軟件包，是一套帶有擴展優化函數的專業機器視覺編程庫，其函數用于圖像采集，圖像處理（點對點、統計、濾波、形態學處理、幾何變換、FFT和分割），圖像匹配，blob分析、邊緣提取和分析、測量，字符識別與校準，圖形圖像顯示等，擁有應用廣泛的機器視覺集成開發環境，為用戶提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實現的機器視覺解決方案，可應用于電子元件和設備制造、汽車零件制造、制藥等行業。

               l 功能齊全，覆蓋工業中常用的處理算法

               l 高速高精的匹配定位算法

               l 方便的C，C++函數接口

               l 簡單的操作演示界面

               l 豐富的實用案例

 

核心技術

      提出了快速灰度匹配、高可靠性幾何匹配算法理論，發明了基于FPGA硬件加速的快速圖像處理框架，實現了高性能低成本嵌入式智能視覺系統解決方案；視覺匹配技術利用圖像邊緣的方向和大小，可實現對縮放、噪聲、光照變化、局部遮擋、旋轉平移等情況的匹配，保障了產品的處理速度、精度和穩定性等核心技術指標達到國際先進水平。

 

技術參數

 

圖像定位特點	滿足自動化設備在復雜環境下的快速精確定位，針對圖像光照不均、運動模糊、殘缺遮擋、大角度旋轉、噪聲干擾等現象有較好的適應性
圖像定位速度	<20 ms （目標圖像大小512*512像素，模板大小200*200像素； CPU2.66GHz，4GB內存）
圖像定位精度	1/43 像素 （灰度匹配）；1/45 像素 （特征匹配）

 

應用領域

 

機械制造	食品包裝	汽車行業	機器人	醫療領域	電子制造

 

 

企業價值

 

提供圖像采集、傳輸、處理一體化智能相機解決方案

滿足工業應用高精度、快速圖像識別與處理要求

機器視覺系統可以大大提高生產效率和生產的自動化程度

采用非接觸測量，對于觀測者與被觀測者都不會產生任何損傷，從而提高系統的可靠性

 

            

 

 

三、 基于光學的復雜曲面檢測傳感器（一面）

Hust ScanⅠ型三維型面測量儀	HUST SCAN II型三維光學測量傳感器

 

 

產品特點及技術參數

      Hust Scan Ⅰ型三維型面測量儀由光柵投射裝置、成像模塊、采集控制模塊、塑料防塵外殼等組成，基于移相原理和雙目視覺立體匹配技術，實現復雜曲面輪廓的面陣測量。具有非接觸式、測量精度高、測量速度快、測量范圍大、適合現場檢測等特點，可廣泛應用于航空葉片、汽輪機葉片、發動機氣道等復雜曲面零件的快速測量，具有良好的應用前景。

中文名稱	雙目結構光三維型面測量儀	英文名稱	Binocular Structured-light scanner
測量精度	0.05mm	測量范圍	300×200×300mm
儀器尺寸	1000×450×600mm	幀率	7.5fps
焦距	16	分辨率	2448×2048
數據接口	1394b	鏡頭型號	LM16JCM
投影	明基DLP  W1000	相機型號	FL2G-50S5M-C

 

      HUST SCAN II型是一種三維光學測量傳感器，應用三角測量原理，將條形激光投射到物體上，反射光通過透鏡匯聚到CCD，以此計算出物體三維輪廓。HUST SCAN II可廣泛應用于航空、核電、汽車、電子等行業典型零件的精密測量。

Z軸分辨率	0.020mm	X軸分辨率	0.030mm
Z軸測量范圍	250mm(近)-350mm(遠)	X軸測量范圍	120mm(近)-160mm(遠)
參考距離	300mm	掃描速率	30HZ
尺寸	50(W)*102(H)X170(L)	USB接口	USB2.0 HI-SPEED標準
工作溫度	10oC-55oC	激光類別	658nm(可見光) 2M
電源	+12VDC+4V	功率	<50mW

 

核心技術

      根據企業復雜曲面測量及在線檢測的需求，集成光柵投射、成像、采集控制等模塊，采用基于移相原理和雙目視覺立體匹配技術，實現了對復雜曲面輪廓的面陣測量，所開發的三維型面測量儀具有非接觸式、測量精度高、測量速度快、測量范圍大、適合現場檢測等特點，可廣泛應用于螺旋槳、葉片、發動機氣道等復雜曲面零件的快速測量；同時，自主開發了線激光測量傳感器以及以復雜曲面在線檢測為目標的點云處理軟件系統，具備點云匹配、精簡、去噪、特征參數提取、三維可視化色譜圖等功能，已在航空、汽車、石油等領域典型零件質量檢測中成功應用。

 

應用領域

航空航天	汽車	鐵路	電子	醫療

 

企業價值

復雜曲面加工；在線檢測；創新設計

 

    

 

 

四、 工業級RFID電子標簽及讀寫器（一面）

        

 

 

產品特點

      RFID讀寫器及電子標簽是一種工業級終端應用讀寫器和載碼體，結構緊湊，可用于物料管控、柔性裝配線、刀具模具電極的智能化管控。擁有Ip67高防護等級，確保讀寫器即使在最惡劣的工業環境下也可以使用。設備具有組網能力，每個讀寫器可以獨立編號識別，提高生產效率、降低人工采集數據的誤差，并能夠實時存儲生產過程信息，滿足產品可追溯性要求。

 

 

核心技術

抗金屬抗干擾，工業級設計技術，中間件數據融合技術，全系列工業應用高可靠RFID讀寫器和標簽

 

技術參數

工業級RFID載碼體		工業級RFID讀寫器
工作頻率	13.56MHZ	工作頻率	13.56MHZ
支持協議	ISO15693	支持協議	ISO15693
存儲容量	160Byte/2000Byte	功能	讀/寫RFID數據
寫入次數	無限	電源電壓	24VDC
工作溫度	-25ºC～85 ºC	工作溫度	-10ºC～70 ºC
存儲溫度	-40ºC～90 ºC	存儲溫度	-20ºC～85 ºC
安裝方式	嵌入	讀/寫端口	TNC接頭（單口）
外殼材料	PBT	通訊端口	RS232接口
		連接方式	航空接頭
		防護等級	IP67

 

 

應用領域

零件識別	物料管理	生產過程控制	物流配送	刀具/模具/電極

 

 

企業價值

      物料跟蹤管控；生產過程監控；柔性生產線；實現對刀具/工件/模具的自動辨識，并自動調用刀補參數/檢測參數/電極參數，以及對應的加工/檢測/放電程序，實現從工件裝夾到完成所有加工工序的智能化。

 

 

五、 SMT智能倉儲分揀機器人（一面）

 

 

 

產品特點

      智能化、無人化地實現電子物料從倉庫到生產線（TABLE站位）的存、揀、配、核、發等一系列流轉動作，并通過與MES、IPM集成，根據工單指令，智能實現物料準時、準確地到達生產線站位。

 

核心技術

      面向多碼識別的篩碼算法；面向不同基材物料盤的高速高精柔性內漲式夾持機械手；雙機器人協同配耦運動控制；網絡環境下的機器人運動控制；并聯系統與ERP/MES集成；可插拔式模塊化電子物料倉儲本體結構設計。

      集成了工業視覺算法、智能相機、運動伺服控制、機械手等關鍵智能部件，突破了精密操控、業務配耦等關鍵技術，集存/揀/校/配/發功能于一體，集成推拉結合的先進物流JIT管理思想。

 

技術參數

 

料種對象	盤料，袋裝料，tray盤	物料基材	塑料，紙質
料種規格	7’(4mm,8mm,12mm,16mm)；13’(12mm,16mm,24,mm,36mm,54mm)
容量	1500～4500pcs	一次批量存入	50～100pcs
效率	取： 11.5s/pcs；存：13.5s/pcs

 

應用領域

SMT,SMD等電子制造物料管控，刀具/工裝/模具管控

 

企業價值

      已成功應用于富士康、華碩蘋果6s生產線等企業，單臺省人8～10人；節省生產及庫房占地50%以上；物流環節質量問題90%以上；備貨周期由3天降為1.3天，減少電子物料庫存50%；減少管理成本及用工風險；提高企業6S管理水平。

 

 

 

 

六、 LCR量測一體化裝備（一面）

 

        

 

產品特點

      能夠檢測載帶中電阻、電容、電感的數值及極性，以及LED顏色，同時可將不合格的元器件丟棄，合格的元器件不間隔排列在原始載帶上。適應各種常用規格SMD的測試，可根據要求調整測試參數和抽檢功能，同時具有視覺定位、字符識別、靜電消除等功能。

 

核心技術

      工業視覺及核心算法，高速高精運動平臺，電性能檢測參數數據處理技術等，包括運動模塊、夾具模塊、揭膜模塊、封合模塊等。

 

技術參數

      平均檢測效率：2000UPH

      檢測參數：電阻、電容、電感

 

應用領域

      電子制造企業電子元器件檢測與計數

 

應用企業

 

 

七、 機器人及智能裝備（一面）

 

 

八、 面向智能制造的工業過程解決方案（一面）

智能制造——電極/模具智能化管控

 

      解決方案：對每個電極治具上安裝RFID電子芯片，對電極的設計延伸到制造、測量和使用的全過程中實現數據和制造無縫交互，實現全流程的自動化，無人化。

 

 

      方案價值：打通模具從設計到制造的信息流和制造流，提高CNC加工效率， 減少倉庫人員，減少測量人員，提高EDM稼動率20%以上；

 

      應用企業：勁勝精密，譽名星

 

智能制造——刀具智能管理解決方案

      解決方案：在刀柄上安裝RFID標簽，實現對刀具的自動辨識，并自動調用刀補參數，以及對應的加工程序，實現從工件裝夾到完成所有加工工序的智能化，并實現對刀具的全生命周期跟蹤與管控。

 

 

 

      方案價值：對刀儀刀補參數寫入組套刀具，對刀數據不會丟失；刀庫自動選到，避免刀位錯誤；刀補參數自動載入數控系統，避免手工輸入錯誤；對刀具壽命進行跟蹤管理，增加刀具的利用效率。

 

      應用企業：三一重工，玉柴機器，西高開，武重等

 

智能制造——柔性裝配線/混流裝配線

      解決方案：在復雜零件和托盤上安裝RFID標簽，有效識別身份在加工設備和線體上安裝工業讀寫器，實現產品和設備的智能通訊，為MES等信息系統有效提供數據采集和處理。

 

 

      方案價值：實現工藝指導可視化、柔性化，提升多品種批量化生產過程的生產效率，減少人員，提高數據采集效率，實現制造過程可追溯性。

 

      應用企業：北方微電子，朗波爾，三一重工

 

 

 

九、 數字化車間/智能工廠規劃

 

      數字化車間/智能工廠整體規劃，包括業務邏輯規劃、功能應用規劃、系統集成規劃，實現整個車間/工廠的智能化應用部署與系統總集成，以及數字化車間/智能工廠的實施方法論。

 

業務邏輯模型

 

 

 

業務功能模型

 

 

功能架構模型