产品检测控制系统的核心目标是:
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精准识别产品的外观缺陷(如划痕、变形、色差)、性能参数(如尺寸、强度、电学性能)或合规性(如标签、包装完整性);
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基于检测结果自动执行决策(如合格 / 不合格分拣、报警提示、生产参数调整);
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实现检测数据的实时记录、分析与追溯,为生产优化提供数据支持。
产品检测控制系统通常由硬件层、软件层和控制逻辑层三部分组成,各部分协同实现全流程检测与控制:
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检测设备 / 传感器:核心检测工具,根据检测需求选择。
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视觉传感器 / 工业相机:用于外观缺陷、尺寸测量、字符识别(如 OCR)、装配完整性检测;
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激光传感器 / 3D 扫描仪:用于高精度尺寸、轮廓或表面平整度检测;
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电学传感器(如万用表、阻抗仪):用于电子元器件的电压、电流、电阻等性能检测;
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力学传感器(如压力计、拉力计):用于材料强度、耐压性等力学性能检测;
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化学传感器:用于食品、医药行业的成分、纯度或污染物检测(如金属检测仪、荧光检测仪)。
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输送与定位机构:将产品按固定节拍或路径输送至检测区域,确保检测稳定性(如传送带、机械臂、分度盘)。
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执行机构:根据检测结果执行动作,如合格 / 不合格品分拣(气动推杆、分拣机械手)、停机报警(声光报警器)、生产设备参数调整信号输出(如触发机床校准)。
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控制器:系统的 “大脑”,接收检测数据并执行控制逻辑,常用设备包括 PLC(可编程逻辑控制器)、工业 PC、嵌入式控制器或机器视觉专用控制器。
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检测算法软件:核心分析工具,对传感器采集的数据进行处理和判断。
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机器视觉算法:图像预处理(降噪、增强)、特征提取(边缘检测、轮廓识别)、缺陷分类(基于规则或 AI 模型);
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数据分析算法:参数比对(如实测尺寸与标准公差对比)、统计过程控制(SPC)分析;
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AI 模型:通过深度学习训练缺陷识别模型,提升复杂缺陷(如微小划痕、模糊纹理)的检测精度。
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人机交互界面(HMI):操作人员的可视化窗口,用于设置检测参数(如公差范围、缺陷阈值)、实时显示检测结果、查看历史数据报表和报警记录。
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数据管理系统:对接 MES(制造执行系统)或 ERP,存储检测数据(如缺陷类型、数量、时间),支持质量追溯和生产优化分析。
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基于预设规则或动态算法的决策逻辑,例如:
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当检测到 “尺寸超差” 时,触发分拣机构将产品划入不合格区,并通过 HMI 报警;
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当连续 3 件产品出现同一缺陷时,向生产设备发送信号调整参数(如调整注塑机压力);
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当缺陷率超过阈值时,自动暂停生产线并通知管理人员。
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产品输送与定位:待检测产品通过传送带或机械臂送至检测工位,定位传感器确认产品到位。
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数据采集:传感器 / 检测设备对产品进行检测(如相机拍摄图像、激光扫描尺寸),将原始数据传输至控制器。
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数据分析与判断:软件算法处理数据,与预设标准(如公差范围、缺陷库)对比,判断产品 “合格” 或 “不合格”,并识别缺陷类型(如 “划痕长度 2mm”)。
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执行控制动作:控制器根据判断结果驱动执行机构,如合格品流入下一道工序,不合格品被分拣至废料区,同时记录数据并更新 HMI 显示。
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异常反馈与优化:若检测到批量异常(如缺陷率上升),系统触发报警或生产参数调整,避免缺陷扩大。
产品检测控制系统广泛应用于各制造业领域,典型场景包括:
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电子行业:PCB 板焊点缺陷检测、芯片引脚尺寸检测、屏幕划痕 / 坏点检测;
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汽车行业:零部件尺寸公差检测(如轴承直径)、车身焊接缺陷检测、轮胎花纹深度检测;
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食品与医药行业:包装完整性检测(如漏液、密封不良)、药品标签文字 / 批号识别、金属异物检测;
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3C 行业:手机外壳外观缺陷检测、摄像头模组光学性能检测、电池尺寸与电压检测;
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机械加工行业:五金件表面粗糙度检测、齿轮齿距精度检测、铸件气孔 / 裂纹检测。
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高精度与一致性:传感器精度可达微米级(如激光检测 ±0.001mm),避免人工检测的主观误差和疲劳影响;
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高效率:检测速度可达每秒数十至数百件(如高速视觉检测线),适配生产线高节拍需求;
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全流程追溯:检测数据实时存储,可追溯每一件产品的检测结果和缺陷原因,助力质量改进;
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降本增效:减少人工成本,降低不合格品流入市场的风险,通过实时反馈优化生产流程。
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AI 深度融合:基于深度学习的缺陷识别模型逐步替代传统规则算法,提升复杂场景下的检测鲁棒性;
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多维度检测集成:同一系统集成视觉、激光、电学等多类传感器,实现 “外观 + 性能” 一站式检测;
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柔性化与模块化:支持快速切换检测参数适配多品种产品,降低换型成本;
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工业互联网集成:通过云平台实现多生产线检测数据汇总分析,支持远程监控和智能决策。
总之,产品检测控制系统是制造业从 “人工质检” 向 “智能质检” 转型的核心技术,通过 “检测 - 判断 - 控制 - 优化” 的闭环逻辑,为产品质量保驾护航,推动生产效率与精细化管理升级。
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