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机器视觉系统_环形光源

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如何选择合适的机器视觉光源

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如何选择合适的机器视觉光源

发布日期:2019-02-28 作者:CST 点击:

在选择光源的时候首先要了解现场环境光的干扰,如果现场干扰光特别强的话就会考虑选一些高亮度光源然后把相机曝光调小来减少环境光干扰。然后就是要了解客户现场机构对光源安装的限制,这个问题一定要提前沟通好,否则后面即使打光打出非常好的效果机构安装不了也就没有太大意义了,最后就是通过客户使用范围和检测要求来逐步确定使用什么种类的光源这么个方向。

现在我们公司的标准光源主要包括条形光源,环形光源,面光源,圆顶光源,同轴光源,偏振光源,线性光源,红外和紫外波段的光源。

外观检测主要应用在流水线上大批量的产品的缺陷检测,如用人工检测会非常耗费人力速度和稳定性也远远不如用视觉来检测。通常的外观检测类项目包含下面这些检测要求,表面划伤,凹坑,气泡,边缘毛刺,边缘缺角,通孔堵塞,金属面锈渍等等。表面划伤,是一种会出现在不同位置方向也随机的特征,针对这种特征,通常使用低角度环形光,因为要保证360°都有光线照射到样品表面,才能保证无论划伤是什么方向什么位置都会被打亮,然后由于是低角度光照射过去,水平面不会把光反射到镜头的视场角内,所以样品表面会被打黑,缺陷会被打亮,对比度就会非常高,软件处理起来也会非常容易,包括凹坑气泡这些。边缘毛刺,缺角这些通常使用面光源当背光使用,或者用白色背景直接用环形光或条形光源把样品表面打亮就可以,效果会非常好。还有一些特别大的样品表面的缺陷,可能标准的环形光源没有那么大的尺寸,所以也可以用长一点的条形光模拟环形光的角度照射过去达到环形光的效果。当然还有一些表面比较平滑的样品,可能就会使用到同轴光,因为同轴光的光线是垂直照射下去的,所以会把光滑表面打亮,大部分缺陷不会把同轴光的光线反射回镜头,所以缺陷和样品表面会有非常高的对比度。如果是特别光滑反光特别强的表面就可以用我们的平行同轴光,也是专门针对这种样品特征使用的一款光源。还有一些磨砂表面的缺陷,普通光源照射下去会有非常多的漫射光对图片效果产生影响,所以可以用我们自主研发的一款偏振环形光源,会把磨砂表面的漫射光过滤掉,图片中缺陷与背景的对比度会非常高。连接器的引脚平整度和间距检测也属于外观检测的范畴,用条形光对着pin脚照射就可以达到效果。

定位检测主要包括一些大视野中样品的定位以及抓取,或者小视野的螺丝孔一类的定位,具体做过的案例有手机壳内外边框定位,手机屏幕内外边框及AA区定位检测还有一些玻璃边缘,MARK点,PIN脚位置等一系列定位检测,核心检测要求是要把我要定位的样品或特征区域与背景有明显的对比度,由于定位的项目精度通常都比较高,所以也要特征区域的效果非常锐利。要定位样品的最外轮廓的时候通常会使用面光源放到样品下面当做背光源使用,效果会非常好。如果是小视野的样品检测,还有一些畸变会对样品的检测误差影响特别大的时候,通常还会搭配远心镜头,然后用我们的平行面光或平行同轴光源当背光使用,效果会非常锐利,图像中样品的轮廓的边缘像素可以降到最低,软件处理后精度会非常高。

OCR/OCV这一块,如果是喷漆类的字符并且与样品表面颜色差值非常大的,通常用普通的环形光或者条光任意角度照射过去就可以打出很好的效果,如果是在样品表面凹进去或凸出来的字符可能就需要不同角度的环光或者把条光调整成相应角度就可以打出很好效果,具体样品特征还需要具体分析。还有一些在彩色喷漆图案上激光打印的字符,这些用红外光源环形的条形的都可以,因为红外光的穿透力可以把彩色喷漆打穿就相当于过滤掉了。还有一些磨砂面的字符检测,用普通光源磨砂表面会有很亮的漫射光对图片效果影响非常大,所以也要用到我们自主研发的偏振光源,打出来的效果字符非常清晰。

尺寸测量通常是一些样品上通孔的内径,样品的长宽,圆柱体的直径,连接器pin脚之间的间距。大多数尺寸测量的案例都是要检测样品的长宽这些,所以通常使用最多的也是面光源放到样品下面当做背光使用,若机构不允许用背光也可以用与样品颜色差别很大的东西当做背景然后正向用条光或者环形光去打亮效果也会非常好.连接器pin脚之间的间距跟检测平整度使用的光源可以一样,用条形光对着pin脚照射过去会把pin脚顶部都打得特别亮,方便软件测量间距。

有无判断是指判断指定区域是否有样品存在,比如一块大的电路板上会有许多电阻插件,需要判断有没有电阻缺失,或者一个料盘上的样品有没有缺失,由于视野通常都会很大,需要判断的区域很多,需要整个视野都有很均匀的光线,所以通常都会使用开孔的面光源放在样品正上方,镜头从开孔面光中间穿过去,这样光源可以从正上方垂直照射下去,保证整个视野的光线比较均匀,软件检测时才会非常稳定,也可以用四个条形光源在视野四周水平照射过去或抬高一点倾斜照射。还有一些样品是要检测样品表面是否有涂UV胶或者UV胶是否涂完整,这时候需要用特定波段的UV光照射会产生一种特殊颜色的变化,这种颜色在彩色相机下通常对比度非常高软件处理起来就会很稳定(如果是没固化的UV胶用紫外光直接照射可能会加速其固化)。

条码二维码的检测大部分都相对容易一些,因为大部分样品上面的条码都是与其所在背景对比度非常的高,所以只需要在整个视野的光线亮度均匀软件通常就可以处理了,用开孔的面光源或条形光源就可以。

AOI检测现在主要应用在焊锡点的检测上,因为它是由红蓝绿三种颜色三种角度的环形光组成,搭配彩色相机,如果是一个ok的焊锡点,用这种光源照射下去,在焊锡点上会产生均匀的红蓝绿三种颜色的圆环,一旦焊锡点出现虚焊,漏焊,拉尖和锡洞,就会导致三种颜色的圆环产生变化,通过这种对比,软件就可以判断这个焊点是ok还是ng的

以上就是常见的一些检测要求对应要使用什么类型光源的大概方向,当然具体样品还需要具体分析。


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