根據(jù)目的選擇鏡頭和照明
導入視覺系統(tǒng)前需要確認的主要項目
-
- 選擇檢測所需的設(shè)備
- 選擇符合檢測規(guī)格的設(shè)備。
- 相機/控制器/光源/鏡頭/顯示器
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- 檢測判斷
- 利用實際工件和實機進行試驗。
- OK、NG品的限度樣本/檢測效率/
確認Must、Want/品種數(shù)
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- 選擇安裝方法、安裝地點
- 研究具體的安裝地點。
- 移動中/停止中/周圍環(huán)境/環(huán)境光/振動等
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- 實現(xiàn)自動化的控制方法
- 確認對視覺系統(tǒng)的輸入輸出控制。
- 拍攝時間點/判定結(jié)果輸出/PLC控制/數(shù)據(jù)輸出
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- 現(xiàn)場測試
- 根據(jù)需要，在實際生產(chǎn)線上進行驗證。
- 設(shè)定微調(diào)/統(tǒng)計分析/輸入輸出控制確認
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- 操作方法解說
- 說明基本設(shè)定方法。
- 公差設(shè)定/敏感度調(diào)整/檢測設(shè)定變更/品種注冊
目前，視覺系統(tǒng)中主要使用的是LED光源。要根據(jù)檢測內(nèi)容，選擇最合適的光源，需要3個工序。
- 確定照射照明的方向
- 確定光源類型及形狀
- 確定光源的顏色（波長）
典型的光源形狀（LED照明）
-
同軸落射方式
CA-DX -
低角度方式
CA-DL -
環(huán)形方式（直接照射）
CA-DR -
背光方式
CA-DS -
圓頂方式
CA-DD -
條型方式
CA-DB
選擇檢測所需的設(shè)備【照明/鏡頭選擇篇】
【光源選擇1】確定照射照明的方向（鏡面反射/漫反射/透過）
光線基礎(chǔ)知識
入射光（褐色箭頭）接觸到工件表面后，前進方向大致分為4 種。
- 以相同角度反射的鏡面反射光
- 在表面擴散的漫反射光
- 筆直穿過工件的透過光
- 在表面擴散且透過表面的擴散透過光
假設(shè)入射光為100，則鏡面反射光的比例為鏡面反射率，除此以外的反射光比例是漫反射率，鏡面反射和漫反射的總和是全反射率。
視覺系統(tǒng)中使用的照明方向，大致可分為3個類型。
-
- 鏡面反射型
- 該照明方式是由鏡頭接收目標物的鏡面反射光，適用于測量玻璃印刷電路板表面等容易引起反射的工件
-
- 漫反射型
- 該照明方式是排除目標物的鏡面反射光，由鏡頭接收整體均勻的光，適用于穿過透明膠帶進行檢測等需要忽略容易引起反射的工件時
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- 透過型
- 該照明方式是由目標物背后照射照明，以透過光檢測輪廓，適用于測量無紡布等光容易穿過的工件
(1)鏡面反射型案例
檢測玻璃印刷電路板的缺陷
(2)漫反射型
檢測隔著薄膜的芯片刻印
(3)透過型
檢測無紡布的異物
光源選擇 POINT 1
根據(jù)工件的材質(zhì)、形狀和檢測用途進行判斷，確定照明的照射方向。從鏡面反射、漫反射、透過3種類型中進行選擇。
【光源選擇2】確定光源類型及形狀
在確定照射方向后，根據(jù)檢測內(nèi)容、背景以及周圍環(huán)境，選擇光源的種類（型號）。按照如下方式，對各照射方向的供選光源進行選擇。
| 各照射方向的典型光源類型 | |||
|---|---|---|---|
| 鏡面反射 | 同軸落射光源 | 環(huán)形光源 | 條型光源 |
| 漫反射 | 低角度光源 | 環(huán)形光源 | 條型光源 |
| 透過 | 面光源 | 環(huán)形光源 | - |
【光源選擇3】確定光源的顏色（波長）
最后，根據(jù)工件和背景確定光源的顏色。使用彩色相機時，通常選擇白色，但在使用黑白相機時，下列知識點更為重要。
補色
在色相環(huán)中相對的顏色、就是彼此的補色。
照射補色光時，將呈現(xiàn)近乎黑色的顏色。
波長
波長不同的光線、會呈現(xiàn)出不同的顏色。
根據(jù)波長不同，存在易透過薄膜等物體（波長較長的紅色）、易在瑕疵等凹凸部分發(fā)生擴散（波長較短的藍色）等各種特性。
![[ 不可見光 : 紫外光 ][ 可見光不 : 紫 380 / 藍 430 / 藍綠 480 / 青綠 490 / 綠 500 / 黃綠 560 / 黃 580 / 橙 595 / 紅 650 ][ 不可見光 : 紅外光 780 ]（單位：nm）](/Images/ss_visionbasics_primer2_img06_2_2027523.jpg)
光源選擇 POINT 2
選擇光源不用隨便嘗試，按照以下步驟可高效進行選擇。
- 確定鏡面反射、漫反射或透過
- 確定光源形狀（型號）/大小
- 確定光源的顏色（波長）
【鏡頭選擇1】焦距和視野的求法
“焦距”，是鏡頭的規(guī)格項目之一。工廠自動化用鏡頭的典型焦距規(guī)格，有8 mm/16 mm/25 mm/50 mm等。根據(jù)需要拍攝的目標物所需的視野及焦距，可以求出對焦位置＝WD（工作距離）。
WD和視野的大小，是由鏡頭的焦距和CCD的尺寸決定的，超出無需連接環(huán)的最小WD時，WD的估算值，可以用以下比例式表示。
WD：視角＝焦距：CCD尺寸
例1:焦距16 mm的鏡頭、CCD尺寸3.6 mm的情況下,如果要將視野設(shè)為45 mm,則WD 為200 mm。
【鏡頭選擇2】加深景深（對焦高度范圍）的方法
- 焦距越短的鏡頭，景深范圍越大。
- 到目標物的距離越遠，景深范圍越大。
→使用連接環(huán)或微距鏡頭時，景深會變淺，必須加以注意。 - 光圈縮的越小，景深范圍越大。
→即使是相同鏡頭，縮小光圈并用明亮的光源照射，比較容易對焦。
拍攝如下圖所示斜面貼有表示高度的標尺的目標物時，對開啟光圈與縮小光圈的情況進行比較。
【鏡頭選擇3】鏡頭性能造成的對比度差異介紹
下面的圖像為使用基恩士制造的高分辨率鏡頭“CA-LH16” 和標準鏡頭“CV-L16” 拍攝同一目標物時的圖像。圖像的差異，就是鏡頭材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的差異。根據(jù)用途選擇高分辨率鏡頭時，可獲得更高對比度的圖像。
| 使用鏡頭 | CA-LH16/CV-L16 |
|---|---|
| 檢測目標物 | 復印紙 |
| 視野 | 60 mm/污點尺寸：約0.3 mm |
鏡頭選擇 POINT 1
請按照如下順序，進行鏡頭的選擇。
- 根據(jù)拍攝尺寸和可安裝的距離，確定焦距
- 根據(jù)工件形狀，考慮必要的景深
- 根據(jù)檢測精度，選擇高分辨率鏡頭或標準鏡頭
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