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VSK 威視康 — Cognex 官方授權 PSI 系統整合商
機械設備 2024/12/19

Cognex In-Sight L38 - 製造業 3D 視覺系統概覽 案例

3D 雷射位移感測器|製造業|3D 視覺系統部署與校準

Cognex In-Sight L38 可在相機端執行 3D 檢測;L38 with VisionPro 採 PC 型配置。依工件視野、量測容差與節拍選型,規劃高度、平面度與形狀檢查。

EVALUATION · 評估參考

高度量測允收目標

基準情境

人工量測條件待確認

評估目標

±0.05 mm(目標)

以標準件驗證

瑕疵檢出率

基準情境

88-92%

評估目標

98.0-99.5%

+6–11.5 個百分點

檢測速度

基準情境

10-15 秒/件

評估目標

2-3 秒/件

以 12→3 秒試算 4 倍

建置/換線排程

新建工站

校準及驗收另估

既有工站

配方重用以數小時評估

建置與換線分開估時

PHOTO · 應用情境照片

應用情境照片

Cognex In-Sight L38 - 製造業 3D 視覺系統概覽 案例

應用情境照片(同類應用參考)

CHALLENGE · 產線挑戰

傳統 3D 視覺系統部署需逐項校準感測器、座標系與光學參數,導入週期長、產線變更時調整困難。製造商需要可快速部署、校準工序少、且能執行高度可靠 3D 檢測的視覺系統,並能同時偵測細微特徵與量測尺寸。

SOLUTION · 應用方案

採用 Cognex In-Sight L38 3D 雷射位移感測器(三角測量原理),此處採 L38 with VisionPro PC 型配置,由 PC 端 VisionPro 執行 3D + 2D 視覺工具集(VisionPro 規則式工具為主);AI 瑕疵分類需另搭 ViDi 軟體授權(PC + GPU 環境)。透過 VisionPro 圖形化開發環境結合工具集,擷取詳細 3D 圖像並分析深度資訊,偵測細微特徵並依通過/失敗臨界值量測。

EVALUATION · 評估目標

  • ▸ 高度量測允收目標:小視野工件以 ±0.05 mm 為評估目標,依機型與標準件驗證
  • ▸ 瑕疵檢出率:98.0–99.5% 為目標;相較 88–92% 基準,提升 6–11.5 個百分點
  • ▸ 檢測節拍:2–3 秒/件為自動站目標;以同一工件 12 秒降至 3 秒試算為 4 倍
  • ▸ 配方重用換線:已完成校準與驗證的配方以數小時評估;新工站建置另估

一分鐘看懂本案

  • 場景:以製造業/機電設備/OEM、ODM 組裝產線為例,規劃 3D 量測與既有配方換線
  • 痛點:傳統 3D 視覺需逐項校準座標系與光學參數、導入週期長、產線變更調整困難
  • 方案:Cognex In-Sight L38 3D 雷射位移感測器 + PC + VisionPro 9.22+ 軟體 + ViDi AI(選配 PC + GPU 環境)
  • 評估重點:小視野高度允收目標 ±0.05 mm、瑕疵檢出率目標 98.0–99.5%、2–3 秒/件節拍;新建校準與既有配方換線分開排程
  • 關鍵決策點:先區分 In-Sight L38 智慧相機與 L38 with VisionPro PC 型配置;AI 瑕疵分類需另搭 ViDi 授權;高反光 / 黑色件 需求評估必驗證

ℹ 評估口徑:以下以產線應用情境規劃目標參考。以相同工件、缺陷門檻與樣本比較檢出率,另驗證誤剔率、量測誤差及實際節拍;退貨、客訴與人力效益依相同統計期間試算。需要選型與評估,請聯絡 VSK 業務。

應用情境

以 OEM/ODM 的機構零件及組裝產線為例,檢查高度、平面度與組裝間隙。若上游產線為 60–200 件/分,單站 2–3 秒/件需配合分流、並行工站或抽檢安排。量測、配方與追溯紀錄依 ISO 9001 品質流程,以及汽車供應鏈適用的 PPAP/IATF 16949 要求規劃。

製造業 3D 視覺系統的核心需求:

  • 細微特徵偵測:µm 至 mm 級高低差判讀
  • 尺寸量測:高度、平面度、Flush and Gap
  • 通過 / 失敗門檻:依產品規格設定臨界值自動判讀
  • 快速部署:校準工序少、產線變更時容易調整
  • 產線整合:與 PLC / 機械手臂即時通訊

傳統 3D 視覺系統部署需逐項校準感測器、座標系與光學參數,導入週期長、產線變更時調整困難;需要 Cognex In-Sight L38 + VisionPro 圖形化開發環境快速部署方案。

系統配置

本案採用 Cognex In-Sight L38 3D 雷射位移感測器(三角測量原理),完整配置如下:

  • 3D 感測器:Cognex L38 with VisionPro(本方案為 PC 型線雷射三角測量配置)
  • 處理主機:PC + Cognex VisionPro 9.22+ 軟體(此處為 L38 with VisionPro 的 PC 型配置;In-Sight L38 智慧相機則在相機端執行檢測)
  • PC 端深度學習(選配):PC 端選配 VisionPro Deep Learning,將高度或強度影像轉成適合工具使用的 2D 影像,進行缺陷區域檢出或分類;3D 尺寸由 VisionPro 量測工具計算
  • 掃描方式:產線輸送機帶動工件通過 L38(或 L38 移動掃描固定工件)
  • 光學設計:依機型提供的紅光/藍光配置、表面反射及工作距離選型,調整曝光與安裝角度,確認雷射線完整且無飽和;雷射功率依原廠規格與安全限制設定
  • 通訊介面:PC 端整合程式依 PLC/機械手臂所需的 PROFINET、EtherNet/IP 或 Modbus TCP 配置通訊元件與授權;OPC UA 另依系統介接需求建置
  • 影像追溯:由整合程式將 3D 點雲、NG 影像、量測值、批號與時間關聯保存;保存期限、操作紀錄與備份依品質流程及客戶要求設定

VisionPro 3D 工具集主要應用:

  • 高度量測:焊道高度、墊片厚度
  • 平面擬合:組裝面平面度、密封面平整度
  • 邊緣檢測:Flush and Gap、密合間隙
  • 變形量分析:以參考面或基準工件比較輪廓;CAD 模型比對需另規劃資料格式與相應軟體
  • VisionPro 3D PatMax 定位:依 3D 形狀定位工件的位置與角度;掃描、座標校正與機械手臂介接另行配置

商業價值

  • 量測規劃:小視野工件以 ±0.05 mm 為允收目標,選型後驗證誤差、重複性與 Gauge R&R
  • 瑕疵檢出評估:88–92% 基準與 98.0–99.5% 目標相差 6–11.5 個百分點,須以相同樣本與缺陷門檻比較
  • 節拍試算:手動 10–15 秒/件、自動 2–3 秒/件為情境參考;同一工件 12 秒降至 3 秒為 4 倍
  • 配方重用:既有校準與驗證配方可減少換線設定工序;數小時為換線評估目標,新工站校準及驗收另估
  • ROI 回收:依產線複雜度與整合範圍而定,可依您的實際數據提供試算依據

3D 視覺系統部署的失敗模式分析

製造業 3D 視覺系統部署常見的失敗模式可歸為四類。第一,混淆兩種 L38 配置 — In-Sight L38 智慧相機與 L38 with VisionPro PC 型配置應分開選型;選 PC 型配置時,報價需納入主機與軟體授權。第二,ViDi AI 授權沒含在報價內 — AI 瑕疵分類需另搭 ViDi 授權(PC + GPU 環境),常被忽略;規格書中必須明列。第三,高反光 / 黑色件點雲品質差 — 沒做可行性評估 直接下單,產線上線後點雲品質不足;需求評估必須以樣品驗證。第四,循環時間預算不足 — 高速產線下掃描 + 量測 + 通訊疊加超過節拍,需在需求評估時驗證實際節拍下的精度與完整循環時間。

降低失誤的工程實務:採購階段依選定配置確認 L38、PC、VisionPro 與選配深度學習授權;評估階段收齊邊界樣品;節拍與精度雙驗證。

為什麼選擇 Cognex PSI 系統整合商

VSK 威視康為 Cognex PSI 系統整合商,可協助 L38 配置選型、樣品評估與視覺整合。規劃時先確認三項:PC 與軟體授權是否符合選定配置;反光、黑色及邊界工件的點雲品質;視覺、機構、PROFINET/EtherNet/IP/OPC UA 通訊及資料保存的分工。依樣品結果與完整工站節拍提出選型建議。

導入後的服務模式:VSK 設備保固 1 年(自出貨日起算),教育訓練依專案客製。

相關常見問題(連到完整解析)

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延伸閱讀

本案例涉及之 製造業 3D 視覺系統概覽、Cognex In-Sight L38 3D 雷射位移感測器、VisionPro 9.22 + ViDi AI、三角測量、Flush and Gap 量測相關方案,VSK 威視康可依現場提供 Cognex 設備選型建議。3D 視覺系統部署導入請來電 +886 2-8809-3200。

PRODUCTS USED · 本案採用

本案採用的 Cognex 產品

FAQ · 客戶常見問題

關於這個案例的常見問題

In-Sight L38 是獨立相機嗎?要不要配 PC? +
In-Sight L38 是整合處理器的 3D 雷射位移智慧相機,可在相機上執行檢測,Edge Learning 工具依訂購型號選擇。L38 with VisionPro 是另一種 PC 型配置,使用 PC 端 VisionPro 工具;需要 PC 端 AI 時另評估相應軟體授權與主機配置。
L38 vs 3D-A1000 vs 3D-A5000 怎麼選? +
In-Sight L38 可在相機端檢測,L38 with VisionPro 另採 PC 型配置;兩者以線雷射掃描工件,需規劃相對移動。3D-A1000 以物流量材與檢出為主要應用;3D-A5000 為通用區域取像配置,適合工件靜止且不便移動掃描的場合。依工件尺寸、材質、視野、容差與節拍選型,PC 與軟體需求按各配置確認。
3D 量測精度多少? +
L38 與 L38 with VisionPro 型錄分列 Z 軸解析度、重複性及線性。五種機型的 Z 軸解析度為 1.7–302 µm;量測範圍中部的 Z 軸重複性依機型為 0.5、0.5、1、2、10 µm,條件為 21°C 校準、4×4 mm 區域點雲量測 100 次的平均。選型時須同時核對視野、工作距離、線性與工件表面,再以標準件確認量測誤差及 Gauge R&R。
高反光金屬件 / 黑色塑膠件適用嗎? +
先以高反光、黑色及邊界樣品確認雷射線與點雲品質,再調整曝光、安裝角度與原廠允許的雷射設定。必要時規劃多角度掃描;紅光/藍光由所選機型與樣品表現決定。透明表面需先確認能否取得穩定的表面回波,避免把背面或下方物體誤當成包裝表面。
3D 點雲資料如何整合到 AI 瑕疵分類? +
PC 型配置可將點雲產生的高度或強度影像轉成 2D 影像,再交由 VisionPro Deep Learning 的 Analyze/Classify 工具檢出缺陷區域或分類。影像轉換、軟體相容版本、授權及主機配置須一併規劃;訓練樣本涵蓋各缺陷、批次與邊界條件,保留獨立樣本驗證。3D 高度與尺寸仍由量測工具計算。
L38 通訊介面支援哪些? +
In-Sight L38 智慧相機與 L38 with VisionPro PC 型配置需分別規劃。智慧相機依相應軟體版本設定工業通訊;PC 型配置以 Ethernet 取得感測器資料,再由整合程式與 PLC/MES/機械手臂交換結果。PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP、OPC UA 或 REST 介接依所需通訊元件、授權與程式配置,不將全部協定視為 PC 感測器的內建功能。
REFERENCES · 引用標準與規範

案例引用標準

本案例涉及之國際 / 在地標準與規範(標準內容請洽各主管機關官方來源):

  • ▸ ISO 9001 品質管理體系
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