柔性制造系统能够在产品种类发生变化时快速做出调整，现已成为制造商的必备系统。它确保制造商有能力快速、经济高效地生产各类产品。

尽管实施柔性制造系统可提升工厂的整体设备效率（OEE），但这需要整合多种不同技术。例如，机器视觉和机器人技术便是具备可配置性、灵活性和可编程性的工具，有助于提高产量和效率。

机器视觉系统由硬件和软件层面的多个相互连接的组件构成，其中就包括照明设备 —— 这是成像的关键要素。而柔性制造系统则需要灵活的照明方案。

成像离不开照明

市场竞争、成本控制、产品上市时间、客户订单周期、产品要求、法规与认证要求以及供应链优化，共同推动着柔性制造系统的发展。简而言之，工厂需要实现精益化、敏捷化且具备高度灵活性的制造流程。

任何机器视觉系统都需要借助电磁波谱中的能量（无论是可见光还是不可见光）来捕获图像。使用环境光通常会导致成像失败，因为环境光具有不可预测性，且无法根据特定成像需求进行定制。设计完善的照明系统能在目标特征与其背景之间形成稳定可重复的对比度，还可应对零件差异范围大、位置不稳定甚至零件类型变化等情况，从而确保成像的可靠性与灵活性。为视觉系统提供照明时，需根据检测对象和执行的任务选择不同的照明设备。

照明设备可直接集成到成像设备中，例如智能相机、条形码阅读器以及先进的 3D 成像仪（包括结构光、激光扫描或飞行时间成像模型）。另一种选择是静态照明，它代表了一种更传统的设计方案，采用一种或两种固定的几何结构、波长、强度和频闪持续时间。静态照明可应对较小的零件差异和位置偏差，仍是许多应用场景中的可行方案。具体的照明组件可能包括条形灯、面板灯、环形灯或带有 overdrive 频闪功能的灯具。

在柔性自动化环境中，高度的零件差异和流程变化可能会使静态照明方案难以实施。在这类情况下，动态照明配置便成为了替代方案 —— 其照明几何结构、波长或强度可进行配置，并能在生产多种差异较大零件的短周期生产过程中灵活调整。

动态照明具备可变几何结构（指在一个集成单元中使用不止一种几何结构光源），同时还能根据照明几何结构调整照明波长。此外，在生产多种差异较大零件的短周期生产过程中，甚至在存在尺寸和空间限制的区域（图 1），动态照明都能重新配置照明强度。

例如，部署一个紧凑的多功能一体化单元，将六种灯光整合其中 —— 穹顶灯、低角度暗场环形灯、中角度暗场环形灯、RGBW 环形灯、四象限环形灯和近红外（NIR）环形灯 —— 可实现高度灵活性。这些灯光配备时序控制器、四区域多驱动 LED 驱动器及连接线，能为复杂的组装和检测任务提供先进的控制能力。

此外，该类灯光设有两个扩展端口，可接入其他外部灯光，并通过单一图形用户界面（GUI）实现完全集成化控制。

从电子检测到深度学习

某些固定的电子检测应用场景，会给静态照明设置带来一系列独特挑战。检测多样化、高密度电脑主板上的各类元件，涉及多项任务，包括检查插槽或引脚是否完好、关键元件有无缺失、组装是否合格、焊接质量是否达标，以及光学字符识别（OCR）。

由于主板包含众多特征、表面和成像角度，在多个相机视场和工作距离下，照明需要采用不同的照明几何结构和颜色。在协作机器人的臂端工具上部署多功能照明单元，借助机器人可按需拾取的可互换工具，能在检测过程中同时使用多个相机和光源。

基于深度学习的检测系统同样能从动态照明中获益。这类应用需要以高质量图像形式呈现的清晰、带标注数据。获取具有足够对比度的图像（用于训练人工智能模型），关键在于选择合适的照明。

在部分应用中，基于深度学习的系统可能对单个产品进行多次检测，针对检查形状、尺寸、方向和元件有无等不同任务，需要不同的照明设置。动态照明涵盖多种波长和照明类型，能在功能、空间和成本方面，为系统集成商或原始设备制造商（OEM）提供灵活性。

动态多功能照明单元还可用于扫描通道内包装的高速照明，或码垛、拆垛环境中的照明；也可作为光度立体视觉技术的照明设备，例如在该技术应用中，系统会捕获轮胎侧壁的多张图像，以显示难以识别的特征，如轮胎侧壁上的黑底黑码。

动态照明在食品检测中的应用翻译

在食品检测应用场景中（例如识别是否存在石块或其他无机杂质），可将这类多功能灯具与灰度相机配合使用。该灯具具备独立控制的照明通道，且能通过扩展端口接入光谱范围在 365 纳米至 1650 纳米之间的任意灯具，因此可用于多光谱成像应用。在这类应用部署中，光源会依次切换每个独立色通道，从每个通道捕获与目标物体红、绿、蓝（RGB）反射率对应的图像，再将这三幅图像合成为一幅 RGB 图像。

作为 Smart Vision Lights 在中国市场的专业代理商，今明视觉始终以 “传递高品质视觉照明解决方案” 为核心，深耕行业多年，不仅具备对 Smart Vision Lights 全系列产品的深度认知，更能为客户提供从需求匹配、技术咨询到售后保障的一站式服务。