固定式工業(yè)條碼閱讀器讀取器掃描器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用與選型指南

1、關(guān)鍵詞：固定式工業(yè)條碼閱讀器,圖像式條形碼閱讀器,固定式條碼讀碼器,條碼二維碼讀取器,固定式條碼掃描器,工業(yè)影像式讀碼器,物流,醫(yī)藥,汽車(chē)零配件,食品,服裝,制造,電子產(chǎn)品制造定式工業(yè)條碼閱讀器讀取器、掃描器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用與選型指南中國(guó)科學(xué)院微電子研究所中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究開(kāi)展中央目錄1 工業(yè)條碼及其讀取技術(shù)概述 32 條碼讀取設(shè)備的類(lèi)別與比擬 42.1條碼讀取設(shè)備的類(lèi)別42.2手持式與固定式條碼閱讀器的比擬42.3激光式與圖像式條碼閱讀器的比擬52.4圖像型固定式條碼閱讀器的優(yōu)勢(shì)63 圖像型固定式條碼閱讀器應(yīng)用領(lǐng)域分析 74 圖像型固定式條碼閱讀器國(guó)外廠商產(chǎn)品4.1得利捷Datalogi

2、c94.2康耐視Cognex104.3邁思肯Microscan114.4西克Sick124.5基恩土Keyence135 圖像型固定式條碼閱讀器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程 145.1 CodeRD4xx系列讀碼器產(chǎn)品特點(diǎn)145.2 CodeRD4xx系列讀碼器性能指標(biāo)165.3 CodeRD4xx系列讀碼器應(yīng)用實(shí)例176 全文小結(jié)與展望 191 工業(yè)條碼及其讀取技術(shù)概述目前,“工業(yè) 4.0理念正逐步深入人心,局部制造企業(yè)開(kāi)始進(jìn)入工程實(shí)施階段,從概念到實(shí)踐說(shuō)明：“工業(yè) 4.0涉及的智能工廠、智能生產(chǎn)和智能物流這三大主題,均需要多源信息感知、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與跟蹤RFID、條形碼/二維碼識(shí)別讀取、現(xiàn)場(chǎng)通信工業(yè)以太網(wǎng)、M

3、odbus.PROFINET、CAN等、工業(yè)機(jī)器人、系統(tǒng)軟件、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支撐.在產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與跟蹤方面,由于條碼/二維碼具有低本錢(qián)、高可靠以及易用性如局部產(chǎn)品采用直接零部件標(biāo)刻二維碼方式進(jìn)行標(biāo)記,DPM 等特點(diǎn),在現(xiàn)代制造業(yè)供給鏈和生產(chǎn)限制治理過(guò)程中,條碼/二維碼及其識(shí)別讀取技術(shù)已經(jīng)成為主要的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與跟蹤手段,廣泛應(yīng)用于高層的資源治理方案系統(tǒng)如 ERP,或者中間層的制造執(zhí)行系統(tǒng)如 MES,以及底層的生產(chǎn)限制系統(tǒng)如SCADA,以獲取物料在制品和成品過(guò)程中準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的信息.在條碼/二維碼讀取過(guò)程中,傳統(tǒng)的手工錄入方式因其效率低下、 準(zhǔn)確度不高等弊端已經(jīng)無(wú)法滿足大規(guī)模自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)的需求,因此需要

4、更專(zhuān)業(yè)化的、自動(dòng)化程度更高的條碼/二維碼識(shí)別、讀取、掃描設(shè)備圖像型固定式工業(yè)條碼閱讀器.針對(duì)此類(lèi)需求,本文將針對(duì)如下問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的闡述：1條碼/二維碼識(shí)別讀取設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域分析；2條碼/二維碼識(shí)別讀取設(shè)備分類(lèi)與選型指導(dǎo)；3手持式與固定式條碼/二維碼閱讀器的比擬；4激光式與圖像式條碼/二維碼閱讀器的比擬；5固定式圖像式條形碼閱讀器的特性與優(yōu)點(diǎn)；6固定式圖像式條形碼閱讀器國(guó)外廠商產(chǎn)品；7固定式圖像式條形碼閱讀器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程.關(guān)于我們：中國(guó)科學(xué)院微電子研究所/中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究開(kāi)展中央智能匚業(yè)研究中央緊密依托微電子所在芯片設(shè)訂制造的根底優(yōu)勢(shì),面向智能工業(yè)涉及的傳感、 限制與過(guò)程治理開(kāi)展根底理論研究與核心

5、技術(shù)開(kāi)發(fā),主要領(lǐng)域包括：新一代工業(yè) MEMS 傳感器,工業(yè)圖像傳感器與應(yīng)用系統(tǒng),面向精密伺服限制的功率器件與限制系統(tǒng),制造裝備數(shù)字化、精密化及微型化,制造過(guò)程檢測(cè)、限制與質(zhì)量保證技術(shù),基于工業(yè) 4.0理念的工業(yè)信息化.研究中央現(xiàn)有高層次研發(fā)人員60余名,每年承當(dāng)國(guó)家自然科學(xué)基金、 973方案與國(guó)家863方案等科研工程10余項(xiàng),年科研經(jīng)費(fèi)達(dá) 2000萬(wàn)元.技術(shù)產(chǎn)品在電子產(chǎn)品制造、物流、鋼鐵冶金、航空航天等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,典型客戶(hù)包括富士康科技、三一重工、寶鋼集團(tuán)、天津鋼管集團(tuán)、中航國(guó)際、航天科技集團(tuán)、宇通客車(chē)、兵器工業(yè)集團(tuán)等.本文約定：下文中“條碼,根據(jù)上下文,應(yīng)已包括二維碼在內(nèi)；固定式工業(yè)條

6、碼閱讀器、固定式條碼閱讀器、固定式條碼讀碼器、固定式條碼二維碼讀取器、固定式條碼掃描器這兒個(gè)名詞具有一致性； 圖像式條形碼閱讀器與工業(yè)影像式讀碼器這兩個(gè)名詞具有一致性.2 條碼讀取設(shè)備的類(lèi)別與比擬2.1條碼讀取設(shè)備的類(lèi)別條碼閱讀器乂稱(chēng)條碼掃描器、條碼掃描槍、條形碼掃描器、條形碼掃描槍及條形碼閱讀器等,它是用于讀取條碼所包含信息的閱讀設(shè)備,利用光學(xué)原理,把條形碼的內(nèi)容解碼后通過(guò)通信接口傳輸?shù)诫娔X、效勞器或者其他設(shè)備、裝置.廣泛應(yīng)用于超市、物流快遞、圖書(shū)館等掃描商品、單據(jù)的條碼.條碼閱讀器的結(jié)構(gòu)通常包括這兒局部：光源、接收裝置、光電轉(zhuǎn)換部件、譯碼電路、通信接口.普通的條碼閱讀器通常采用以下四種技術(shù)

7、：光筆、CCD.激光、影像型紅光.具體的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為：1按使用安裝方式劃分,可分為手持式和固定式兩種：2按采用光學(xué)類(lèi)型劃分,主要分圖像式和激光式兩種.圖1條碼讀取設(shè)備的分類(lèi)據(jù)國(guó)際知名的市場(chǎng)研究與預(yù)測(cè)公司 IDC 估算,到 2021 年中國(guó)條碼掃描設(shè)備規(guī)模將達(dá) 3億美元,未來(lái)五年年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 16.5%,并且指出,隨著工業(yè) 4.0 理念的進(jìn)一步普及,以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)與圖像傳感器技術(shù)的快速開(kāi)展,圖像型固定式條碼閱讀器乂稱(chēng)圖像式條形碼閱讀器,工業(yè)影像式讀碼器能有效提升工廠的自動(dòng)化水平、降低生產(chǎn)線工作人員的勞動(dòng)量,因此更適合制造業(yè)的需求,是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的最正確選擇.2.2 手持式與固定式條碼閱讀器

8、的比擬手持式條碼讀取器應(yīng)用于許多領(lǐng)域,這類(lèi)條碼讀取器特別適用于條碼尺寸多樣、識(shí)讀場(chǎng)合復(fù)雜、 條碼形狀不規(guī)整的應(yīng)用場(chǎng)合.固定式條碼讀取器掃描時(shí)不需用人手把持,適用于省力、人手勞動(dòng)強(qiáng)度大如超市的掃描結(jié)算介或無(wú)人操作的自動(dòng)識(shí)別應(yīng)用.在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,手持式條碼閱讀器需人工近距離對(duì)準(zhǔn)條碼進(jìn)行識(shí)讀,并且速度慢、 自動(dòng)化程度低,這些缺點(diǎn)使其無(wú)法滿足工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的需求.而固定式條碼閱讀器不需要人工操作,貼有條碼的產(chǎn)品或者零部件經(jīng)過(guò)掃描器的有效掃描區(qū)域時(shí),就能夠自動(dòng)讀取條碼中的信息.對(duì)于工業(yè)傳送帶上的物品,可以做到完全不需要人工干預(yù)的全自動(dòng)掃描； 對(duì)于手工搬運(yùn)的物品,也可以使其在移動(dòng)路線上自然地經(jīng)過(guò)固定式掃描

9、器的有效掃描范圍,完成掃描動(dòng)作.固定式條碼閱讀器的主要缺點(diǎn)是前期投入本錢(qián)較高,但是隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的逐步開(kāi)展,特別是“智慧工業(yè)、“工業(yè) 4.0等概念的提出,以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入,固定式條碼閱讀器固定式條碼讀取器在本錢(qián)上持續(xù)降低,將促進(jìn)固定式條碼閱讀器在工業(yè)條碼識(shí)別、讀取領(lǐng)域市場(chǎng)占有量的快速提升.表1手持式與固定式條碼閱讀器的特性比照條碼讀碼薪法I.人增加工作量適應(yīng)工位移動(dòng)水平設(shè)備本錢(qián)勞動(dòng)力本錢(qián)固定式條碼閱讀器低同HJ低手持式條碼閱讀器向低低|Sj2.3 激光式與圖像式條碼閱讀器的比擬圖像式條碼閱讀器圖像式條碼讀取器、圖像式條碼掃描器、工業(yè)影像式讀碼器是通過(guò)圖像采集裝置采集復(fù)雜背景下的條碼

10、圖像,然后利用智能圖像處理技術(shù)進(jìn)行條碼的讀取和識(shí)別,具體包括圖像預(yù)處理含去噪、圖像分割、條碼定位、條碼旋轉(zhuǎn)、條碼解析等過(guò)程.激光式條碼閱讀器激光式條碼讀取器、激光式條碼掃描器是目前應(yīng)用較多的設(shè)備,它通過(guò)機(jī)具產(chǎn)生一束激光,再由轉(zhuǎn)鏡將固定方向的激光束形成激光掃描線,激光掃描線掃描到條碼上再反射回機(jī)具,由機(jī)具內(nèi)部的光敏器件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)完成條碼的讀取和識(shí)別.在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,與激光式條碼閱讀產(chǎn)品相比,基于圖像的條碼讀取系統(tǒng)具有眾多優(yōu)勢(shì).首先,圖像傳感器的采集速度非?？?因此可以采集與條碼相關(guān)的更多冗余信息,使其可以成功讀取損壞、方向錯(cuò)誤以及畸變的代碼；其次,為消除代碼損壞或包裝的光線反射影響,圖像算法

11、軟件可以根據(jù)圖像的余留可識(shí)別局部對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行重組和校正,據(jù)測(cè)算,條碼的有效面積在低于 10%時(shí),圖像式條碼閱讀器依然可以正常工作； 再次,基于圖像的系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)圖像以便日后檢索和分析；最后,基于圖像的讀碼器還更易于安裝、維護(hù)和升級(jí).激光式條碼閱讀器與圖像式條碼閱讀器的特點(diǎn)比照方下所示.表2激光式與圖像式條碼閱讀器的比擬一一激光式條碼閱讀器圖像式條碼閱讀器讀取率低全方位的代碼讀取否是多個(gè)條碼同時(shí)讀取否是二維碼否是工作距離短長(zhǎng)使用壽命短長(zhǎng)可視化否是圖像存檔否是條碼質(zhì)量評(píng)估否是易擴(kuò)展性低向安裝靈活性受限制是被掃描物的速度慢或者靜止高速視野受限制較大價(jià)格中MA1司2.4 圖像型固定式條碼閱讀器的優(yōu)

12、勢(shì)這里對(duì)圖像型固定式條碼閱讀器乂稱(chēng)圖像式條形碼閱讀器,工業(yè)影像式讀碼器的優(yōu)點(diǎn)作一個(gè)小結(jié),主要包括：1讀取準(zhǔn)確度高讀取率是衡量讀碼器可靠性、穩(wěn)定性的重要指標(biāo).圖像型固定式條碼閱讀器或者說(shuō)基于圖像的固定式條碼閱讀/讀取器/讀碼器可對(duì)整個(gè)條形碼區(qū)域進(jìn)行成像,通過(guò)智能的圖像處理算法對(duì)有污染、殘缺、產(chǎn)生幾何畸變的條碼進(jìn)行預(yù)處理、校正和重組,然后再進(jìn)行條碼的解析和識(shí)讀,有效解決靜音區(qū)擾亂及其他編碼損壞問(wèn)題,因此可讀取任意方向的典型的梯形或柵欄形條形碼；此外,圖像型固定式條碼閱讀器乂稱(chēng)圖像式條形碼閱讀器,工業(yè)影像式讀碼器可以借助光源反射或者散射來(lái)讀取激光掃描儀看不到的編碼：最后,基于圖像的固定式條碼讀取器可

13、以同時(shí)定位并解碼任意類(lèi)型的多個(gè)條形碼,在許多應(yīng)用中,條碼器輸出編碼信息的順序具有非常重要的意義.2用戶(hù)操作便捷在工業(yè)生產(chǎn)線上使用基于圖像的固定式條碼器時(shí),用戶(hù)可通過(guò)可視化操作系統(tǒng)對(duì)條碼的讀取率進(jìn)行監(jiān)控,并可看到條碼器讀取到的圖像.這使得操作員能夠了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并快速響應(yīng)運(yùn)行錯(cuò)誤,在不能讀取時(shí)迅速了解到當(dāng)前的情況,從而提升工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量.目前許多基于圖像的固定式條碼器可以存檔讀取圖像,這可以減少由于用戶(hù)無(wú)法存檔讀取失敗的圖像而無(wú)法了解運(yùn)行錯(cuò)誤原因從而改善流程的問(wèn)題.3運(yùn)行性能良好Ethernet/IP 和 Profinet 等工業(yè)協(xié)議使基于圖像的固定式條碼器能夠輕易地集成到工廠網(wǎng)絡(luò)中,適應(yīng)工

14、廠自動(dòng)化系統(tǒng)的需要.與 PLC的直接通信使數(shù)據(jù)通信和限制成為可能,從而使條碼器成為質(zhì)量限制流程的一局部.同時(shí).,圖像型固定式條碼器根本沒(méi)有經(jīng)?；顒?dòng)的零件,不存在活動(dòng)零件經(jīng)常磨損或破裂從而需要修理或更換等問(wèn)題,滿足工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性和低維護(hù)需求的設(shè)計(jì)理念.3 圖像型固定式條碼閱讀器應(yīng)用領(lǐng)域分析圖2圖像型固定式條碼讀取器的應(yīng)用實(shí)例圖像型固定式條碼閱讀器乂稱(chēng)圖像式條形碼閱讀器,圖像式條碼讀取器,業(yè)影像式讀碼器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用主要是產(chǎn)品或者物品的制造、檢測(cè)、包裝與出入庫(kù)等流程的過(guò)程跟蹤與質(zhì)量監(jiān)管.具體實(shí)現(xiàn)方法是： 過(guò)程跟蹤是以條碼標(biāo)識(shí)每個(gè)物品,在整個(gè)供給鏈過(guò)程中共享數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)物品流程

15、的記錄,在全程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)讀取物品的條碼,記錄物品的出入庫(kù)和到位信息； 質(zhì)量監(jiān)管是為了增強(qiáng)質(zhì)量管控,工業(yè)企業(yè)在產(chǎn)品上標(biāo)有條碼符號(hào),在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)時(shí)記錄生產(chǎn)情況、質(zhì)量檢測(cè)情況等產(chǎn)品信息,實(shí)現(xiàn)追蹤溯源、標(biāo)記符號(hào)質(zhì)量驗(yàn)證、制造檢測(cè)過(guò)程追蹤識(shí)別等功能,幫助用戶(hù)進(jìn)行生產(chǎn)判斷與決策.因此,根據(jù)以上應(yīng)用方向的分析,圖像型固定式條碼閱讀器可廣泛應(yīng)用于物流、汽車(chē)、電子、食品和飲料、制藥設(shè)備和醫(yī)療器械等行業(yè).在物流行業(yè),圖像型固定式條碼閱讀器通過(guò)提升材料搬運(yùn)設(shè)備的效率,減少人工分選和降低設(shè)備停工時(shí)間,可以幫助物流公司提升工作水平,降低本錢(qián).應(yīng)用場(chǎng)景主要包括:標(biāo)簽質(zhì)量的驗(yàn)證,讀取和驗(yàn)證自動(dòng)粘貼在包裝袋上的運(yùn)

16、輸標(biāo)簽,如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,或如果條碼無(wú)法讀取,那么需要使用一種系統(tǒng)將包裝從生產(chǎn)線上剔除,供操作員處理； 自動(dòng)化分揀,即對(duì)物品進(jìn)行分類(lèi),首先根據(jù)類(lèi)別為每件物品粘貼條形碼標(biāo)簽,然后讀取條形碼中的數(shù)據(jù)引導(dǎo)物品輸送到指定裝運(yùn)位置； 出入庫(kù)跟蹤,需要在比照度低、 條碼變形、 污損、 高速運(yùn)行 速度大于 2 米/秒 、多條碼等情況下實(shí)現(xiàn)條碼讀取,以記錄物品的出庫(kù)和入庫(kù)信息.在汽車(chē)行業(yè),圖像型固定式條碼閱讀器能在生產(chǎn)中的各個(gè)工序驗(yàn)證組裝零件情況,并跟蹤和捕獲信息,保證準(zhǔn)確完成整個(gè)生產(chǎn)流程,從而幫助汽車(chē)廠商改良制造質(zhì)量和績(jī)效.應(yīng)用場(chǎng)景主要為零部件的質(zhì)量追溯,如讀取車(chē)身金屬?zèng)_壓組件、底盤(pán)、引擎、保險(xiǎn)杠等裝置的二維碼

17、數(shù)據(jù),了解該零部件的生產(chǎn)信息和檢測(cè)信息;保證流向的正確性,通過(guò)讀取汽車(chē)零配件的條形碼,識(shí)別其型號(hào)、 供給廠家等信息,確認(rèn)在汽車(chē)組裝過(guò)程中各類(lèi)零部件在流水線上流向的正確性.在電子行業(yè),圖像型固定式條碼閱讀器可實(shí)現(xiàn)更智能的自動(dòng)化操作,從而減少人工操作引起的生產(chǎn)錯(cuò)誤,這意味著更低的制造本錢(qián)和更高的客戶(hù)滿意度,確保交付的產(chǎn)品滿足電子行業(yè)的嚴(yán)格質(zhì)量要求.應(yīng)用場(chǎng)景之一為在快速移動(dòng)、震動(dòng)劇烈、漫反射現(xiàn)象嚴(yán)重的流水線上,讀取 LED燈條的條碼； 應(yīng)用場(chǎng)景之二為電子產(chǎn)品中小空間 PCB條碼標(biāo)簽的讀取,并同時(shí)解決人工掃描過(guò)程速度慢、整體系統(tǒng)測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題.在食品和飲料行業(yè),過(guò)敏原限制、產(chǎn)品質(zhì)量、裝配驗(yàn)證、包裝

18、檢查以及完全可追溯性都是不容無(wú)視的重要問(wèn)題,圖像型固定式條碼閱讀器在該行業(yè)的應(yīng)用可以有效的幫助食品與飲料企業(yè)改良生產(chǎn)質(zhì)量和績(jī)效,實(shí)現(xiàn)更加智能化的流水線操作.主要應(yīng)用場(chǎng)景為食品平安溯源,對(duì)食品的制造、檢測(cè)、出入庫(kù)以及運(yùn)輸與銷(xiāo)售環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全流程監(jiān)控.在制藥設(shè)備和醫(yī)療器材行業(yè),用于保證藥品和器械包裝的完整性,或者跟蹤從生產(chǎn)到病人使用的系列化產(chǎn)品.主要應(yīng)用場(chǎng)景有藥劑類(lèi)產(chǎn)品為預(yù)防造假而引入的混合條碼的讀?。恢扑幵O(shè)備制造商倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中自動(dòng)化條碼的讀取；手術(shù)器械中數(shù)據(jù)矩陣碼的讀取.4 圖像型固定式條碼閱讀器國(guó)外廠商產(chǎn)品在圖像型固定式條碼閱讀器條碼機(jī)領(lǐng)域,進(jìn)入工業(yè)級(jí)市場(chǎng)的國(guó)際知名廠商主要包括意大利的 Datalo

19、gic公司、美國(guó)的 Cognex公司、美國(guó)的 Microscan公司、德國(guó)的 Sick公司和日本的 Keyence公司.4.1 得利捷 DatalogicDatalogic 是歐洲最大的工業(yè)條碼讀取器、無(wú)線采集器和 RFID 系統(tǒng)設(shè)備的制造商.Datalogic 的圖像型固定式條碼閱讀錯(cuò)主要為 Matrix 系列產(chǎn)品,包括 Matrix210Matrix300、Matrix410Matrix450等,Matrix4XX系列產(chǎn)品是市場(chǎng)上用量較大的產(chǎn)品系列之一.表3Datalogic相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格Matrlx210Matrix300Matrix410Matrix450傳感器類(lèi)型CMOSCMOS

20、CMOSCCDCCD分辨率像素30萬(wàn)130 萬(wàn)130 萬(wàn)200萬(wàn)500 萬(wàn)最大幀率60fps60fps27fsp15fps15fps景深mm10視野mm80 x50最大閱讀距離 190mm,條碼分辨率0.2mm170 x170最大閱讀距離500mm,條碼分辨率0.38mmo185x139最大閱讀距離1280mm,條碼分辨率0.35mm520 x520 閱讀距離1000mm,條碼分辨率0.38mmo價(jià)格萬(wàn)元3.57.5重要特性外殼極緊湊,具有極佳的閱讀性能,集成以太網(wǎng).專(zhuān)為高速和直接零件標(biāo)識(shí)DPM而設(shè)計(jì).模塊化的靈活通用的緊湊型條碼、二維讀取器.為物流行業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高端條碼與

21、二維碼讀取器.圖3Datalogic得利捷Matrix210,Matrix300,Matrix410fMatrix4504.2 康耐視 CognexCognex公司是為制造自動(dòng)化領(lǐng)域提供視覺(jué)系統(tǒng)、視覺(jué)軟件、視覺(jué)傳感器和外表檢測(cè)系統(tǒng)的全球領(lǐng)先廠商.Cognex的圖像型固定式讀碼器主要為 DataMan系列,也是目前在 市 場(chǎng) 上 可 與 Datalogic 的 Matrix 系 列 分 庭 抗 禮 的 系 列 產(chǎn) 品 之 一 , 主 要 包 括DataMan50/60系列、 DataMan100系列、 DataMan200系列、 DataMan300系列、 DataMan500系列等.表4Cog

22、nex相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格DataMan100/200DataMan300DataMan500100X200X300X302X303X500QL500X傳感器類(lèi)型CMOSCMOSCMOSCMOSCMOSCMOSCMOS分辨率像索752*480752*480800*600 1280*10241600*12001024*7681024*768最大幀率60fps60fps60fps60fps40fpslOOOfpslOOOfps景深mmXXX254350XX視野inm45x45最大閱讀距離56mm,條碼分辨率0.25mm45x45最大閱讀距離56mm,條碼分辨率0.25mm62.7x62.7閱讀距離2

23、50mm,條碼分辨率0.15mm100.8x100.8閱讀距離250mnb條碼分辨率0.15mm100.8x100.8閱讀距離250nun,條碼分辨率0.15mmXX價(jià)格萬(wàn)元6.9重要特性DataMan100/200 系列是 Cognex 標(biāo)準(zhǔn)的固定式讀碼器,在小巧的產(chǎn)品中提供業(yè)界領(lǐng)先的讀碼性能DataMan300 系列是 Cognex 功能最全的固定式條碼讀碼器,現(xiàn)場(chǎng)可換的多種類(lèi)型照明模塊可為工件創(chuàng)造最正確照明條件,C 接口鏡頭、S 接口鏡頭或可變焦液態(tài)鏡頭,可提供最大的景深靈活度.DataMan500 系列是高性能固定式讀碼器,提供Cognex 專(zhuān)有的視

24、覺(jué)芯片技術(shù),具有超快的自動(dòng)曝光和影像采集速度.MINIHAWK系列注：X代表相關(guān)參數(shù)無(wú)法在其制造商提供的相關(guān)手冊(cè)中找到.圖4Cognex康耐視DataManl00/200,DataMan300,DataManSOO43 邁思肯 MicroscanMicroscan 是一家專(zhuān)注于精確的數(shù)據(jù)采集與限制解決方案,為眾多行業(yè)的自動(dòng)化與OEM客戶(hù)提供效勞的全球技術(shù)領(lǐng)先公司.Microscan的工業(yè)影像式讀碼器的尺寸設(shè)計(jì)較小,目前市面上主要以 MS-4系列、MINIHAWK 系列與 QXHAWK系列產(chǎn)品為主.表5Microscan相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格MS-4MINIHAWKQXHAWK傳感器類(lèi)型CMOSCM

25、OSCCD分辨率像素30 萬(wàn)像素30 萬(wàn)像素130 萬(wàn)像素最大解碼速度10 個(gè)/秒60 個(gè)/秒60 個(gè)/秒景深mm100100152視野mm66x49.5最大閱讀距離119mm,條碼分辨率0.25mm118x118 最大閱讀距離203mmt 條碼分辨率0.25n】ni191x191最大閱讀距離 241mm,條碼分辨率 0.25mm價(jià)格萬(wàn)元重要特性世界上最小的高分辨率條碼機(jī),尺寸僅為25.4mmx45.7mmx53.3mm,機(jī)身輕盈缺乏 2 盎司.能夠穩(wěn)定讀取受損、 變形或其他難以辨認(rèn)的直接部件標(biāo)記,具有自動(dòng)對(duì)焦功能.世界上首款與液體透鏡技術(shù)完美集成的影像掃描儀,使靈活調(diào) W

26、無(wú)限聚焦成為現(xiàn)實(shí).注：x 代表相關(guān)參數(shù)無(wú)法在其制造商提供的相關(guān)手冊(cè)中找到.QxHAWK0圖5Microscan邁思肯MS 4,MINIHAWK,QXHAWK4.4西克 SickSick 是一家全球性的專(zhuān)業(yè)傳感器供給商,擁有極具優(yōu)勢(shì)的創(chuàng)新型傳感器產(chǎn)品和解決方案.Sick 的圖像型固定式二維條碼閱讀器主要為 Lector 系列,主要包括 Lector620、Lector642和 Lector65X系列產(chǎn)品.表6Sick相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格Lector620Lector642Lector652Lector654傳感器類(lèi)型CMOSCMOSCMOSCMOS分辨率像素30 萬(wàn)170萬(wàn)200 萬(wàn)400 萬(wàn)掃描

27、頻率60Hz40Hz70Hz40Hz景深mm40XXX視野mm80 x55最大閱讀距離 130mm,條碼分辨率0.25mm155x105 閱讀距離1000mm,條碼分辨率0.25mm200 x100 閱讀距離1000mm,條碼分辨率0.25mm200 x200閱讀距離 1000mm,條碼分辨率0.25mm價(jià)格萬(wàn)元6.0重要特性能夠可靠識(shí)別印刷質(zhì)量較差的靜態(tài)或動(dòng)態(tài) 1 維、2 維和DPM 條碼.配備的圖像采集工具,可以輕松對(duì)光學(xué)性能進(jìn)行分析.基于大視場(chǎng)范圍和動(dòng)態(tài)調(diào)焦,高性?xún)r(jià)比、高易用性以及靈活的多設(shè)備模塊集成適用于更寬的傳送帶.動(dòng)態(tài)聚焦型可以實(shí)現(xiàn)四種方式進(jìn)行四段聚焦位置選擇或連

28、續(xù)聚焦選擇功能,Flex型匹配標(biāo)準(zhǔn)工業(yè) C鏡頭,對(duì)于不同的應(yīng)用可靈活選用更換適宜的鏡頭,動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)型可實(shí)現(xiàn)傳感器間 CANiii/CAN-out的直接級(jí)聯(lián).注：x 代表相關(guān)參數(shù)無(wú)法在其制造商提供的相關(guān)手冊(cè)中找到.圖6Sick西克Lector620,Lector642,Lector65X4.5基恩士 KeyenceKeyence是開(kāi)發(fā)與制造傳感設(shè)備的世界領(lǐng)先者,致力于預(yù)見(jiàn)市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展,在現(xiàn)階段提供對(duì)應(yīng)未來(lái)需求的方案,產(chǎn)品范圍包括傳感器、測(cè)量?jī)x器、視覺(jué)系統(tǒng)、激光刻印機(jī)以及數(shù)碼顯微鏡.Keyence目前主推的固定安裝式二維條碼讀取器主要為 SR系列中的700系列、750系列和 1000系列.表7

29、Keyence相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格SR-700SR-750SR-1000傳感器類(lèi)型CMOSCMOSCMOS分辨率像素30 萬(wàn)30 萬(wàn)130 萬(wàn)最大幀率XXX景深mmXXX視野mm42x27 最 大 閱 讀 距 離100mm, 條 碼 分 辨 率0.33mm042.5x27.1最大閱讀距離 100mm,條碼最小分辨率 O.33n】ni257x206閱讀距離400mmt 條碼最小分辨率0.31mmo價(jià)格萬(wàn)元2.02.13.0重要特性緊湊的機(jī)身,可安裝到狹窄空間上,即使曝光時(shí)間較短,也可通過(guò)搭載超高亮度的LED照明和高速數(shù)據(jù)處理器 DSP,搭載測(cè)試模式,可當(dāng)場(chǎng)確認(rèn)讀取成功率.具有優(yōu)秀的讀取能力,搭載新

30、算法,可從多達(dá) 25 萬(wàn)種的修正模式中自動(dòng)選擇最佳設(shè)置,實(shí)現(xiàn)同級(jí)超高的讀取水平.具有自動(dòng)對(duì)焦功能,最大安裝距離可達(dá)1000mm,產(chǎn)品可自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以到達(dá)應(yīng)用的最正確效果,同時(shí)偏光濾鏡可消除光暈,無(wú)需調(diào)整主機(jī)的角度和外部照明而實(shí)現(xiàn)條碼的閱讀.注：x 代表相關(guān)參數(shù)無(wú)法在其制造商提供的相關(guān)手冊(cè)中找至 h圖7Keyence基恩士SR 7()0,SR-750,SR-10005 圖像型固定式條碼閱讀器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程目前,國(guó)外高端的圖像型固定式條碼閱讀器掃描器、讀取器、讀碼器存在價(jià)格昂貴、訂貨周期長(zhǎng)、定制效勞缺乏、售后效勞響應(yīng)慢等弊端,與我國(guó)巨大的快速增長(zhǎng)的條碼識(shí)別技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)不相匹配.近兩年,中國(guó)科學(xué)院

31、微電子所/中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究開(kāi)展中央依托物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)項(xiàng)工程的支持,開(kāi)始研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固定式條碼閱讀器,并取得了顯著成果,其產(chǎn)品主要性能指標(biāo)讀取準(zhǔn)確率、景深、視野及工作距離已經(jīng)到達(dá)目前行業(yè)內(nèi)的代表企業(yè)得利捷 DATALOGIC 的水平,并且在性?xún)r(jià)比上具有極佳的優(yōu)勢(shì),從而打破了國(guó)外產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的壟斷地位,去除了行業(yè)壁壘.5.1CodeRD4xx 系列讀碼器產(chǎn)品特點(diǎn)中國(guó)科學(xué)院微電子所/中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究開(kāi)展中央的相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在智能一體化CCD 相機(jī)、多核 DSP板卡、視覺(jué)圖像算法的技術(shù)積累根底上,開(kāi)發(fā)出 CodeRD4xx系列讀碼器產(chǎn)品,該系列產(chǎn)品具彳了以下特點(diǎn)：1快速的讀碼速度CodeRD4xx可實(shí)

32、現(xiàn)lOOus-lOOOus以?xún)?nèi)的快速曝光時(shí)間手動(dòng)限制或者自動(dòng)控制,可清楚采集運(yùn)動(dòng)速度低于 2.5米/秒的物品圖像.2超高的識(shí)別正確率精準(zhǔn)高效的識(shí)別算法,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜背景、印刷質(zhì)量差、局部損壞、變形、嚴(yán)重透視畸變、低高度、模糊、帶劃痕等干擾條件下的條碼條形碼、一維碼與二維碼讀取,識(shí)別準(zhǔn)確率接近 99%.3卓越的性?xún)r(jià)比CodeRD4xx 是率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的固定式圖像型條碼閱讀器,自主研制的智能一體化CCD相機(jī),內(nèi)置TMS320c6678多核DSP處理器,內(nèi)嵌自主研制的識(shí)別算法,可到達(dá)與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)性能,而售價(jià)只有國(guó)外產(chǎn)品的六成左右.4便捷的安裝部署自帶 LED 光源,只需將鏡頭對(duì)準(zhǔn)條碼,通過(guò)觀

33、看實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行交互手動(dòng)調(diào)焦,可實(shí)現(xiàn)一鍵式對(duì)識(shí)別環(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí),不到半小時(shí)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)即可嫻熟掌控系統(tǒng)的安裝、使用和維護(hù).5豐富的通訊接口千兆以太網(wǎng)通信接口,支持 EtherNet/IP 和 PROFINET協(xié)議；支持 RS232/RS485總線與 PLC、計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)連接；兩路帶有光耦隔離的輸入信號(hào)接口,可用于光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)相機(jī)曝光,或者采集限位開(kāi)關(guān)、外部設(shè)備狀態(tài)等信息；兩路帶有光耦隔離的輸出信號(hào)接口,可用于相機(jī)曝光狀態(tài)指示,或者驅(qū)動(dòng)指示燈、電磁閥等部件.6模塊化的設(shè)計(jì)靈活的鏡頭選擇,c 型鏡頭或可變焦液態(tài)鏡頭；現(xiàn)場(chǎng)可交換照明,可選擇集成 LED光源或外置高功率光源.7多種觸發(fā)器模式包括連續(xù)工

34、作模式、相位工作模式、外觸發(fā)工作模式.8大視野與大景深250mm鏡頭圖8GOVOAUTO中科貫微ColeRD420的景深和視野示意圖9功能強(qiáng)大的上位機(jī)軟件采用 C#開(kāi)發(fā),提供安裝軟件包；具有識(shí)別系統(tǒng)參數(shù)、相機(jī)根本參數(shù)手動(dòng)設(shè)定、調(diào)焦交互界面、實(shí)時(shí)顯示圖像、條碼參數(shù)自學(xué)習(xí)流程化治理、運(yùn)行測(cè)試交互治理功能.圖9GOVOAUTO中科貫微CodeRD410與Code420實(shí)物與機(jī)械尺寸圖10GOVOAUTO中科貫微CodeRD450實(shí)物與機(jī)械尺寸5.2 CodeRD4xx 系列讀碼器性能指標(biāo)與國(guó)外知名廠商的圖像型固定式條碼閱讀器相比,CodeRD4xx 系列產(chǎn)品的主要優(yōu)勢(shì)是：性能指標(biāo)根本持平、快速的交貨

35、期限、優(yōu)越的性?xún)r(jià)比、提供定制化效勞,以及良好的售后效勞.表8中科貫微相關(guān)型號(hào)條碼機(jī)規(guī)格一一CodeRD410CodeRD420CodeRD450傳感器類(lèi)型CCDCCDCCD分辨率像素130 萬(wàn)200 萬(wàn)500 萬(wàn)最大幀率60fps15fps15fps景深mm4006001200視野mm399x301446x334621x544輔助光源集成高亮 LED 光源集成高亮 LED 光源集成高亮 LED 光源價(jià)格萬(wàn)元重要特性專(zhuān)為高速和直接零件標(biāo)識(shí)DPM而設(shè)計(jì),可提供超低本錢(qián)解決方案.模塊化的靈活通用的緊湊型二維讀取器,為輪胎行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了深度定制.卓越性能的高端條碼、二維碼讀取器,為物

36、流行業(yè)進(jìn)行了深度定制.注：景深與視野的計(jì)算條件：物體與攝像頭的距離為 1000mm,條碼寬度為 30mm,條碼分辨率 0.25mmo5.3 CodeRD4xx 系列讀碼器應(yīng)用實(shí)例CodeRD4xx系列產(chǎn)品可用于藥品、零配件、食品等行業(yè)的流程監(jiān)控、出入庫(kù)治理和質(zhì)量追蹤溯源,并為汽車(chē)零配件如輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)等全向讀碼提供多機(jī)組網(wǎng)方案,同時(shí)對(duì)物流行業(yè)的表單掃碼與自動(dòng)分揀進(jìn)行了深度定制.具體的應(yīng)用情況如下：(1)面向輪胎制造的Codel28條碼識(shí)別系統(tǒng)CodeRD420讀碼器安裝于輸送帶上方,通過(guò)光電開(kāi)關(guān)限制掃描器運(yùn)行,可實(shí)時(shí)掃描輪胎上的條碼并進(jìn)行識(shí)讀.產(chǎn)品已經(jīng)試用于威海庫(kù)伯-成山、威海三角、煙臺(tái)玲瓏、朝陽(yáng)輪胎等多家工廠的生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了輪胎生產(chǎn)檢測(cè)流程自動(dòng)化條碼識(shí)別,該系統(tǒng)可以在線對(duì)輪胎條碼進(jìn)行識(shí)別,運(yùn)行穩(wěn)定,故障率低,條碼識(shí)別率超過(guò) 99.5%,每秒可進(jìn)行 10次讀碼,得到了客戶(hù)的認(rèn)可.多臺(tái)相機(jī)組網(wǎng)全向識(shí)別系統(tǒng)和單臺(tái)相機(jī)識(shí)別系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝圖如下：圖11GOVOAUTO中科貫微CodeRD420在輪胎行業(yè)的應(yīng)用(2)種子包裝袋二維碼( (QR碼)的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)