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智能传感技术是实现智能制造关键
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摘要：本文主要介绍了传感器、智能传感器和智能传感技术的概念、工作原理、组成部分以及技术应用，智能制造中的关键技术——智能传感技术应用，如机器视觉技术完成各种动作与任务，全程实现自动化和智能化。大数据技术应用于产品创新、产品故障诊断与猜想、产品销售、生产方案等，大数据是人工智能快速进展的基础，而大数据来源于智能传感技术，没有智能传感器采集和处理数据，就无从谈起大数据，那么生产就会成为孤岛，也就没有智能制造、人工智能、数字孪生、物联网等的产生。智能传感技术的主要功能：自动标定和校正；采集数据，对数据进行预处理；检测检验、自寻故障；数据存储、记忆和信息处理；标准化数字输出或符号输出；推断和决策处理。

4智能传感技术在智能制造中的应用

当我们提到智能制造，首先了解智能制造实施的关键步骤：状态感知（通过智能传感器精确感知设备或系统的实时运行状态）→实时分析（对猎取设备或系统的实时运行状态数据进行快速精确的加工和处理）→自动决策（依据数据处理结果，依据设定的规章自动做出推断和决策）→精准执行（执行机构实现自动决策的执行）。智能制造技术是先进传感、仪器、监测、把握和过程化的技术和实际组合，他们将信息和通信技术与制造环境融合在一起，体现了制造业的智能化、数字化和网络化，智能制造是中国制造业产业升级必经之路。智能制造系统主要包括：设备层、把握层、运营层和企业层。智能制造与智能传感技术紧密联系，各式各样的有嵌入的、确定的、相对的、静止的和运动的传感器应用于企业生产中，它是关怀人们采集猎取信息的重要手段。智能制造中传感器属于基础零部件，它是工业的基石、性能的关键和进展的瓶颈。传感器的智能化、无线化、微型化和集成化是将来智能制造技术进展的关键。智能制造中应用常见的智能传感技术主要有机器视觉技术、RFID技术、工业机器人技术等应用。



机器视觉的进展主要经受了从黑白到彩色、从低辨别率到高辨别率、从静态到动态、从2D走向3D演化过程，其技术的迭代也是遵循相应的进展。随着行业进展，机器视觉技术在各大领域都得到了各行各业的认可，在工业上应用特殊广泛，进入了高速进展的阶段。依据制造工程师协会的定义：机器视觉就是使用光学非接触式感应设备自动接收并解释真实场景的图像以获得信息把握机器或流程。机器视觉系统主要有照明电源、镜头、相机、图像采集/处理卡、图像处理系统、其他外部设备等组成，如图4所示。机器视觉可分为“视”和“觉”两部分。“视”是将外界信息通过成像来显示成数字信号反馈给计算机，需要依靠一整套的硬件解决方案，包括光源、相机、图像采集卡、视觉传感器等。“觉”则是计算机对数字信号进行处理和分析，主要是软件算法。机器视觉技术在工业应用包括检验、计量、测量、定位、瑕疵检测和分拣，比如：汽车焊装生产线，检查四个车门和前后盖的内板边框所涂的反震和折边的胶条是否连续，是否有满足技术要求的高度；啤酒罐装生产线，检查啤酒瓶盖是否正确密封、装灌啤酒液位是否正确等质量检测，机器视觉参与的质量检验比人工检验要快准。假如能让机器像人一样具有自我意识，可以依据产品的位置、亮度、颜色、表面特征等信息进行对应的操作，进一步解放生产力，完成柔性化的制造，而实现这一切的前提就是为机器人装上“眼睛”，也就是“机器视觉”。机器视觉应用赐予工业机器人才智化，，为智能制造的落地打开了“新窗口”，为智能制造实现供应了坚实的基础。



RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）是一种非接触的、实时快速、高效精确地采集和处理对象信息的自动识别技术。RFID是传统条码技术的继承者，又称为“电子标签”。RFID主要由电子标签、天线、读写器和把握软件组成，简洁理解为读写器通过无线电波技术，无接触式快速批量读写标签内的信息，RFID技术原理及组成如图5所示。在工业生产过程中使用RFID技术，将产品放置于托盘/工装，安装于生产线的RFID阅读器自动识别托盘/工装的RFID标签，并与MES实时对接，完成信息绑定跟踪管理，零配件识别、加工工序自动识别，检测设备自动对接等功能。在工业生产线使用RFID的优点：1）实现物料防错，确保装配精确性，提高效率和质量；2）实现对在制品的自动识别与跟踪；3）节省人力投入，自动防错，提升对环境适用性；4）数据信息采集，实现MES信息收集。在智能制造工位上安装工位定置格、智能引导器、安灯、工位一体机等，定置格下面安装RFID阅读器，为定置格中的每种工具都绑定RFID标签，MES