电子光学玻璃印刷全自动AOI智能检测设备研究获进展

近日，中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心联合自动化所创业公司——中科慧远视觉技术有限公司（以下简称“中科慧远”），共同研发的电子光学玻璃印刷全自动AOI智能检测设备，经过两年的在线运行与验证，完全达到了客户工业4.0智能生产车间的技术指标要求，标志着这一困扰了全世界三十多年的行业难题终于被攻克。

在电子光学玻璃印刷领域，如何攻克AOI检测技术的效率与准确率，让行业能够实现印刷品质在线控制，降低电子光学玻璃的印刷成本，一直是行业从业人员最为急切的需求。

随着机械自动化的技术进步，与电子光学玻璃印刷技术相关的设备都已经实现了全自动化生产，为行业企业节省了大量的人力资源和运行成本。但是由于针对印刷效果品质管控的这环，行业AOI检测技术迟迟无法突破，不得不继续采用大量的人工来进行印刷效果的确认与检测，让电子光学玻璃印刷工序始终没法正式踏入全自动化生产行列。

“在行业把电子光学玻璃印刷领域的其它工序，都基本完成全自动化生产后，由于AOI检测技术未能得到突破，人工检测不但跟不上设备的生产节拍，需要大量的场地和人员来对每一道印刷油墨的效果进行全检，在印刷检查岗位员工长期高强度的工作条件下，不但浪费了印刷工序生产效率，而且人工检测所造成的品质归类不准确、品质质量回馈不及时等，更是时常发生。”自动化所研究员张正涛表示，中科慧远在玻璃盖板行业客户的要求下，把原来成熟应用于某重大军工领域大口径光学玻璃表面AOI检测技术进行优化，并已经成功运用在玻璃盖板行业全自动化生产线上。

“中科慧远携手玻璃盖板客户，在对生产线进行工业4.0技术改造与升级时，对电子光学玻璃印刷AOI检测技术进行了大量的品质数据统计与分析，并建立了机器视觉的识别信息库。利用中科院自动化所强大的人工智能机器学习算法，中科慧远在玻璃盖板行业最难管控的头色印刷工序与镜面银印刷工序中，品质全检漏检率严格控制在了1%以下，过检率控制在了2%以下，远低于行业实行人工全检下仍普遍高于5%的误判率。”

从连续两年不间断的对比取样，一年的在线运行，并与同期人工全检的运行数据统计对比后结果显示，中科慧远所研发的检测设备不管是从性能上，还是从效率上，都完全可以满足客户全自动高速印刷生产线的印刷品质AOI在线检需求，标志着困扰电子光学玻璃印刷行业长达三十多年的印刷品质在线检测难题已经被完美解决。

张正涛认为，印刷品质在线AOI检测设备的研发成功，不仅解决了行业自动化升级后人工检测跟不上设备节拍的难题，对于造成印刷品质不良的工艺环节归类不准确，继而影响生产实施纠正与预防措施，以及品质异常回馈不及时造成品质事故扩大、生产被延误等，也能得到有效的抑制。

“事实上，中科慧远还在AOI检测系统中加入了强大的数据分析功能，可以对生产过程中的品质事故做出前置性的预测。也就是说，只要把中科慧远的AOI检测系统接入客户的MES制造系统，就能形成数据闭环，实现无缝工艺品质监控。”

张正涛举例道，比如中科慧远的AOI检测系统所取得的尺寸数据，就可以实时回馈给印刷设备的对位系统，辅助印刷设备自动纠正位置偏移量。甚至AOI获取的印刷油墨图形特征数据，能实时分析出目前印刷设备里的油墨状态、网版状态，自动提示或直接回馈到印刷设备上，添加油墨稀释剂或更换网版等，节省了大量的印刷设备调试时间与调试成本。

“经过一年的在线运行对比分析，引入中科慧远AOI在线检测系统后，每条全自动玻璃盖板生产线的生产速度得到了充分的保证，停机调试次数大幅降低，全自动生产所带来的高生产效率被完全释放出来。”张正涛对团队两年来的成绩十分自豪。

“客户在一年的数据统计下来后发现，即使是不考虑产能提升因素影响，与同一车间里人工全检生产线对比，装配有中科慧远AOI在线检测系统的生产线仅人工与物料成本这两项，每年节省下来的成本就超过65万元以上。”

这也就意味着如果算上引入中科慧远AOI在线检测系统后，产能大幅提升后的产品成本分摊，还有更大的改善空间，中科慧远AOI在线检测系统不但让玻璃盖板生产厂商的生产品质得到了充分的保障，在效率提升、成本节约方面同样取得了良好的效果，可以显著增加其综合竞争力。“品质的提升所带来的直接好处就是，可以承接更高品质要求客户的订单，完成自己的多品牌切换，往产业链更高端的市场靠拢。”

中科慧远的技术团队由国际一流的机器人专家和人工智能专家组成，是国际上极少数具备亚微米空间装配能力的团队，曾经承接数量众多的国内外军工领域机器人与机器视觉项目研发工作。在光学玻璃元器件表面质量视觉检测领域，不管是软件算法能力，还是系统处理速度，都处于全球领先地位。此次中科慧远在电子光学玻璃印刷AOI在线检测技术上的突破，为全球产能九成以上聚集在中国的玻璃盖板行业做出了重要的贡献。