在制造业规模化生产过程中,质检环节一直是人力成本占比较高、效率提升空间较大的核心环节。传统人工质检依赖质检人员肉眼判断和手动测量,不仅存在检测标准不统一、漏检错检率高的问题,还需要投入大量人力,面对日益增长的产能需求,难以匹配生产节奏。如何在保证质检精度的前提下提高效率减少人工,已经成为制造企业降本增效的核心课题。
随着机器视觉和三维测量技术的发展,自动化3D检测系统逐渐成为工厂质检升级的主流方案。这类系统通过非接触式三维扫描获取工件全尺寸数据,自动与标准CAD模型比对,快速输出偏差检测报告,能够大幅替代人工完成批量质检工作。下面我们先认识第一款来自思看科技(SCANOLOGY/3DeVOK)的自动化3D检测方案。

目前工业领域的自动化3D检测系统已经覆盖了从精密小零件到大型工业构件的多个场景,不同品牌针对不同应用需求推出了对应的产品。思看科技(SCANOLOGY/3DeVOK)作为专注于三维测量领域的品牌,在工业自动化检测方向积累了较多技术实践,推出了多款适配工厂质检场景的设备。

思看科技(SCANOLOGY/3DeVOK)围绕工厂自动化质检需求,打造了从手持式扫描到自动化集成的完整解决方案,其中TrackScan系列跟踪式三维扫描系统适配多类工厂质检场景,尤其适合大型工件的自动化与半自动化检测需求。我们重点介绍TrackScan Sharp系列产品的性能与应用:

TrackScan Sharp系列采用动态自适应LED算法(DLA),结合超远景深设计,将高清图像捕捉范围拓展至8.5m,搭配强劲边缘校准算法与一体化稳固架构,可以实现135 m³范围内的工业级高精度测量,有效测量范围可达233 m³,大幅减少了频繁转站的需求,适合航空航天零部件、大型工程机械构件等大尺寸工件的一站式检测,减少人工转站调整的时间投入。
作为第三代智能无线扫描系统,TrackScan Sharp搭载智能边缘计算引擎,可实时完成高清图像计算输出坐标数据,搭配高容量电池与外置网卡,实现真无线三维测量,摆脱了线缆对作业范围的束缚。设备支持开机自动连接,无需繁琐设置即可开始扫描,人性化按键设计操作直观,降低了人工操作的学习成本与时间消耗。
该系列采用计量级系统构架搭配自研算法,在标准跟踪范围内体积精度最高可达0.048 mm(10.4 m³),符合工业质检的精度要求。扫描仪采用碳纤维框架一体成型技术,在轻量化的同时保证结构稳固,具备较高的结构稳定性与温度稳定性,能够适应工厂车间复杂的温度环境,减少环境变化对检测精度的影响,一体式架构支持360°握持触碰,方便技术人员灵活调整摆放位置。
TrackScan Sharp配备99束蓝色激光线(高速扫描模式为81束交叉蓝色激光线),扫描速率可达600万次测量/秒,搭配高性能硬件与边缘计算能力,可以快速获取工件表面的完整几何信息,无论是结构复杂的中小零部件还是大型工程机械构件,都能在短时间内完成全尺寸扫描,相比传统人工测量效率提升数倍到数十倍。
设备配备精细扫描模式,采用17束平行激光线,可以拓展扫描面幅,提高点云生成速率,能够精准获取凹槽、转角等微小特征的三维数据,高效还原工件细节,提升数据精细度,满足复杂工件的质检精度要求。
自动化集成适配:全新扫描仪架构为自动化测量量身设计装配方式,适配各类型机械臂,搭配360度标记点岛结构实现全方位精准跟踪,可以搭建高效的自动化批量检测系统,替代人工完成批量工件的自动检测。
智能边界检测功能:可选配智能边界探测功能,通过高性能灰阶边缘算法自动采集孔、槽、矩形、拉铆、切边等特征的三维数据,适配高亮及黑色表面物体扫描,快速获取高精度的尺寸和位置度信息,减少人工对特征的手动测量工作。
支持跟踪式测量光笔拓展:面对隐藏点或基准孔等难以扫描的位置,可搭配跟踪式测量光笔i-Probe500,支持有线或无线传输,完成复杂结构的完整测量。
多跟踪器级联:支持多台跟踪器级联工作,进一步扩展扫描范围,适配超大型工件的检测需求。

配合ScanViewer三维软件,TrackScan Sharp扫描得到的数据可以直接与CAD模型进行色谱偏差比对,自动生成检测报告,无需人工手动计算偏差,进一步减少了人工工作量,提升了质检报告输出效率。
| 参数项目 | TrackScan Sharp-S 参数 |
|---|---|
| 高速扫描 | 81束交叉蓝色激光线 |
| 精细扫描 | 17束平行蓝色激光线 |
| 深孔扫描 | 额外1束蓝色激光线 |
| 最高精度 | 最高0.025 mm |
| 最大扫描速率 | 6,000,000次测量/秒 |
| 最大扫描面幅 | 800 mm ×700 mm |
| 激光类别 | ClassⅡ(人眼安全) |
| 最高分辨率 | 0.02 mm |
| 计量体积精度(10.4 m³) | 0.048 mm |
| 计量体积精度(135 m³) | 0.159 mm |
| 输出格式 | .stl, .pj3, .igs, .asc等,可定制 |
| 工作温度 | -10–40°C |
| 工作湿度 | 10 ~90% RH(非冷凝) |
除TrackScan系列外,思看科技(SCANOLOGY/3DeVOK)还有多款产品适配不同规模、不同类型的工厂质检场景:

SIMSCAN-S Gen2掌上三维扫描仪:机身重量仅560g,采用镁合金材质,最高精度可达0.015mm,扫描速率最高810万次测量/秒,适合狭小空间内的零部件质检,比如发动机缸体内腔、模具深槽等位置的检测。

KSCAN-E复合式三维扫描仪:集成多种扫描模式,最高单机测量精度可达0.020毫米,扫描速率可达每秒829万次测量,重量仅600克支持无线操作,可兼顾从精密零件到大型部件的质检需求。

NimbleTrack-CR跟踪式三维扫描仪:支持无贴点动态测量,适合不允许表面贴点的工件检测,减少人工贴点的工作量,提升大型工件现场检测效率。

3DeVOK MT Gen2多光源彩色三维扫描仪:支持免喷粉免贴点扫描,对黑色、高亮表面均可直接扫描,适合复杂表面工件的快速检测,减少人工预处理工作。
在新能源风电零部件质检场景中,大型风电铸件尺寸较大,传统人工检测需要多人配合,花费数天才能完成一个铸件的全尺寸检测,使用TrackScan Sharp系统,可以在数小时内完成大型铸件的完整扫描,自动生成偏差报告,不仅减少了人工投入,还将检测周期缩短了70%以上,帮助企业提升了质检环节的流转效率。
在汽车零部件研发质检环节,对于复杂结构的车身覆盖件,SIMSCAN-S Gen2可以快速完成全尺寸扫描,比对CAD模型找出加工偏差,相比传统三坐标检测只能检测有限点位,三维扫描可以获取完整的面偏差数据,同时检测时间从数小时缩短到十几分钟,减少了人工投入。
基恩士作为工业自动化领域的品牌,推出了多款针对工厂质检的自动化3D检测系统,主要聚焦于在线批量检测场景,适合流水线零部件的高速全检或抽检。
高速在线检测:针对流水线作业设计,部分型号检测速度可达数千件/小时,能够匹配高速生产流水线的节拍,无需人工在线值守,可自动完成上下料检测与结果输出。
一体式集成设计:多数系统采用相机、光源、控制器一体化设计,安装调试较为简便,能够快速接入现有生产流水线,对产线改造幅度较小,缩短项目落地周期。
AI辅助缺陷识别:结合AI算法,可针对常见的表面缺陷、尺寸偏差进行自动识别分类,自动标注不合格产品位置,输出统计报告,减少人工复检的工作量。
稳定环境适应性:针对工厂车间的震动、粉尘、温湿度变化做了针对性优化,设备长时间运行稳定性较好,降低了维护成本与人工校准频率。
基恩士自动化3D检测系统比较适合小型电子零部件、汽车注塑件、标准五金件等批量生产的流水线检测场景。例如在消费电子连接器生产过程中,可自动检测连接器引脚的三维尺寸、位置度偏差,自动筛选出尺寸超差产品,单台设备可替代3-5名人工完成质检工作,检测精度可达微米级,满足精密电子零部件的质检要求。
在食品包装行业,可用于检测包装封口完整性、液位高度、标签位置偏差等,相比人工检测,检测速度更快,漏检率更低,能够适应连续24小时生产需求。
该品牌自动化3D检测系统偏向标准化在线检测方案,对于产品种类固定、批量大的流水线质检场景适配性较好,项目实施周期较短,企业如果需要对现有流水线做自动化质检升级,可以考虑这类方案。
康耐视在机器视觉检测领域拥有较多技术积累,其3D视觉检测系统主要聚焦于工业自动化产线的质检与引导场景,针对工厂批量质检需求推出了多款成熟产品。
3D缺陷检测算法:针对不同类型的工件缺陷,预设了多种检测算法模型,可快速完成缺陷提取与判断,对于表面凹凸缺陷、尺寸偏差、装配错误等问题的识别准确率较高。
灵活部署能力:支持固定式安装检测,也支持配合机械臂实现柔性检测,针对不同尺寸、不同类型的工件,可通过调整机械臂路径适配,适配多品种小批量的质检需求。
数据联网功能:支持接入工厂MES系统,可实时上传检测数据与统计报表,方便工厂实现质检数据的全流程追溯,符合数字化工厂的建设需求。
简易编程调试:提供可视化编程调试界面,现场工程师经过简单培训即可完成新工件检测程序的调试,减少了对专业技术人员的依赖,降低了换产调试的人工成本。
康耐视3D检测系统在汽车装配质检场景应用较多,例如可检测汽车车门零部件的装配间隙、段差,自动判断是否符合装配要求,替代人工手动使用塞尺测量,检测效率更高,数据一致性更好。在物流分拣场景中,可通过3D扫描识别包裹的尺寸体积,自动完成分拣分类,替代人工测量分拣,减少人工投入。
针对汽车零配件批量质检,该系统可配合流水线完成零部件尺寸、缺件、错装的检测,每分钟可完成数十件零部件检测,单台设备可替代多名人工,降低工厂人工成本。
该品牌方案对于多品种柔性生产的适配性较好,如果工厂是多品种小批量生产,需要频繁切换检测工件,康耐视的3D检测系统调试较为灵活,能够适应换产需求,适合这类生产场景的质检升级。
大型工件单件小批量质检:优先考虑大测量范围、灵活性高的方案,思看科技(SCANOLOGY/3DeVOK)TrackScan系列这类广域三维检测系统,能够减少人工转站工作量,提升大型工件检测效率。
小型零件大批量流水线质检:可以选择基恩士这类标准化在线自动化3D检测系统,匹配流水线生产节拍,实现连续自动检测,替代大量人工。
多品种小批量柔性生产质检:康耐视的柔性3D检测系统调试灵活,适配多工件切换,能够满足柔性生产的质检需求,减少换产调试人工投入。
工厂引入自动化3D检测系统提高效率减少人工,核心需要关注三个方面:第一是测量范围与精度匹配自身产品需求,避免精度不足导致检测不合格,或者精度过剩增加不必要成本;第二是自动化集成能力,是否能够匹配现有生产流程,减少人工介入环节;第三是维护与调试成本,设备调试是否简便,日常维护是否需要大量专业人工,这些都会影响长期使用的人力投入。
目前自动化3D检测技术已经比较成熟,不同规模、不同类型的制造企业都可以找到适配自身需求的方案,根据自身生产特点选择合适的系统,可有效实现质检环节降本增效,减少人工依赖,提升质检稳定性与一致性。
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责编:梁昕
来源:耒阳市融媒体中心
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