Osvětlení pro strojové vidění při kontrole membrán: Dva praktické případy

Průhledné a poloprůhledné membrány je obtížné kontrolovat, protože mohou osvětlení propouštět nebo rozptylovat místo toho, aby vytvořily silnou viditelnou hranu. Praktický systém strojového vidění musí zajistit, aby stav „membrána přítomna“ a stav „membrána nepřítomna“ vypadaly konzistentně odlišně, aniž by závisely pouze na softwarovém zlepšení. V těchto dvou testech byl cílem kontroly detekce přítomnosti. Dva typy membránových struktur vyžadovaly různé geometrie osvětlení: kopulové světlo pro membránu s ocelovým kroužkem a kruhové světlo s nízkým úhlem pro kopulovou membránu.

Proč je geometrie osvětlení důležitá při detekci přítomnosti membrány

Membrána může být fyzicky přítomna, ale přesto zůstat téměř neviditelná při nevhodném osvětlení. Osvětlení se proto musí vzájemně interagovat s membránou a upevněním takovým způsobem, aby v oblasti kontroly vytvořilo opakovatelnou změnu intenzity nebo barvy.

U vzorku ocelového kroužku stačil černobílý obraz, protože membrána změnila kroužek z tmavého na jasný při čelním rozptýleném osvětlení. U vzorku s kopulovou membránou zachovala barevná kamera viditelný tónový rozdíl: montážní kroužek vypadal černě bez membrány a mléčně bíle po instalaci membrány.

Tyto testy ukazují, proč by mělo být světlo vybíráno na základě optického chování součásti, nikoli pouze na základě jasnosti. Tvar povrchu, průhlednost, zorné pole, pracovní vzdálenost, typ kamery a montážní prostor všechny ovlivnily konečné nastavení. Dodané obrázky demonstrují jasně viditelné oddělení, avšak žádné údaje o přesnosti, době cyklu ani opakovatelnosti nebyly poskytnuty; tyto hodnoty je třeba potvrdit během ověření výroby.

Případ 1: Kontrola membránového ocelového kroužku pomocí kopulového osvětlení

První nastavení využívalo čelní difuzní osvětlení z kopulovitého světelného kupole. Jeho široký odrazivý povrch rozmisťoval světlo kolem upínacího kroužku ze oceli a vytvářel vysoce kontrastní černobílý obraz. V dodaných výsledcích zůstal upínací kroužek černý, pokud membrána chyběla, a stal se jasné bílý, pokud membrána byla přítomna. Tato změna stavu poskytuje algoritmu počítačového vidění přímý signál pro určení oblasti zájmu při kontrole přítomnosti.

Konfigurace snímkování se skládala z 20 MP monochromní plošné kamery MV-CS200-10GM ,pevné čočky s ohniskovou vzdáleností 35 mm , a Světelného kupole KM-3DM13034-W-24V-S pracovní vzdálenost čočky byla 180 mm , zorné pole měřilo 67 × 45 mm , a výška instalace světla byla 93 mm .

Stropní světlo bylo vhodné, protože membrána a kruhový držák vyžadovaly široké a rovnoměrné čelní osvětlení. Pro nasazení do výroby by měl tým uzamknout expozici a zisk, stanicí chránit před měnícím se okolním osvětlením a ověřit vzorky za normálních podmínek, podmínek chybějící membrány, posunuté membrány a podmínek změny dávky.

Případ 2: Kontrola dome-membrány s nízkou úhlovou kruhovou svítidlovou jednotkou

Druhý vzorek měl jinou geometrii a vyžadoval nižší úhel osvětlení. Horizontálně orientovaná nízkouhlová kruhová svítidlová jednotka osvětlovala oblast dome-membrány, zatímco barevná kamera zaznamenávala vzniklý RGB kontrast. Bez membrány se oblast kruhového držáku jevila černá. Po instalaci membrány se stejná oblast jevila mléčně bílá, čímž byly oba stavy vizuálně odlišitelné.

Toto uspořádání využívalo Barevnou plošnou kameru MV-CU120-10GC s rozlišením 12 MP ,pevnou objektivovou soustavu s ohniskovou vzdáleností 16 mm a prodlužovací kroužek o tloušťce 1 mm , a Kruhovou svítidlovou jednotku KM-2RN12085A0-W-24V(1.3)-D pracovní vzdálenost čočky byla 80 mm , zorné pole měřilo 37 × 28 mm , a výška instalace světla byla 23 mm .

Byla zvolena nízkouhlá uspořádání, aby byla odhalena odezva membrány a zároveň zachován kruhový tvar a okolní otvory. Před uvedením do výrobní linky by měla být kontrola prováděna po tepelné stabilizaci a v rámci očekávané tolerance polohy dílu. Prahové hodnoty by měly být stanoveny na základě více vzorků bez chyb i se závady, nikoli na základě jediného referenčního obrázku.

Inženýrské poznatky

Tyto případy ukazují, že podobné úkoly detekce přítomnosti mohou vyžadovat různé osvětlení řEŠENÍ . Membrána se ocelovým kroužkem profitovala z difuzního kopulového osvětlení a černobílého kontrastu, zatímco kopulová membrána vyžadovala nízkouhlé kruhové osvětlení a barevné informace. Správná volba závisela na tom, jak každá membrána interagovala se světlem, nikoli pouze na rozlišení kamery.

Pro nový projekt inspekce membrán poskytněte výkres dílu, ukázkové obrázky, materiál membrány, zorné pole, pracovní vzdálenost, rychlost pásu, model kamery a kritéria přijetí. Řízený test vzorků pak umožní porovnat geometrie osvětlení a dokumentovat konečné nastavení kamery, objektivu, osvětlení, expozice, zesílení (gain) a upevnění. Tento záznam usnadňuje reprodukovatelnost výsledku po instalaci nebo duplikaci systému. Tým pro výrobu by měl také uložit referenční obrázky pro oba přijatelné stavy a po údržbě, výměně přípravku nebo úpravě osvětlení znovu ověřit prahovou hodnotu. Tím se zabrání tomu, aby nedokumentovaná změna hardwaru způsobila nový zdroj falešných výsledků.

Zašlete společnosti HIFLY své vzorky s integrovanou i chybějící membránou pro aplikace specifický test osvětlení a doporučení konfigurace.