Wie kann die Prüfgenauigkeit in einem Maschinenvisonssystem verbessert werden?

In praktischen Anwendungen können instabile Elemente in Maschinenvisionssystems die Erkennungsgenauigkeit und -effizienz erheblich beeinflussen. Welche Faktoren beeinflussen die Genauigkeit eines Visionssystems? Hier sind die 5 wichtigsten Aspekte:

• Auflösung von Industrie-Kameras

Zuerst sprechen wir über die Kamera-Auflösung. Jedes Bild besteht aus Pixeln – je dichter die Pixel, desto klarer das Bild. Da Visionssysteme auf Pixelberechnungen basieren, um Aufgaben auszuführen, ist eine hohe Auflösung der erste Schritt zu hoher Präzision.

Zum Beispiel: Wenn ein Bild einem Bereich von 30 mm × 20 mm entspricht und die Kamera-Auflösung 3000 × 2000 (6 Megapixel) beträgt, stellt jedes Pixel 0,01 mm dar. Mit einer 20-Megapixel-Kamera (5400 × 3600 Auflösung) erreicht dasselbe Sichtfeld eine Pixelgröße von 0,005 mm.

Daher hat die Kamera-Auflösung einen direkten und erheblichen Einfluss auf die Bildgenauigkeit. Die Auswahl einer hochaufgelösten Kamera ist essenziell.

• Bildwinkel (Field of View, FOV)

Nach der Auswahl einer Kamera ist auch das Sichtfeld entscheidend. Ein größeres FOV vergrößert die Größe des tatsächlichen Objekts pro Pixel, was die Genauigkeit verringert. Deshalb verwenden Anwendungen mit hoher Genauigkeit oft kleinere FOVs, um die Pixelnutzung zu maximieren.

• Beleuchtungstechniken

Beleuchtung spielt eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung einer zuverlässigen Genauigkeit. Für dimensionsbezogene Messungen wird normalerweise Rücklicht verwendet. Licht leuchtet von unten aus dem Produkt nach oben, wodurch eine schwarze Silhouette mit scharf definierten Kanten entsteht.

Hier sind die 4 Arten von Rücklichtern.

• Von unten leuchtende Rücklichter
• Seitenstrahlende Hinterleuchtungen
• Kollimierte Hinterleuchtungen
• Telezentrische kollimierte Beleuchtungen

Für hochpräzise Messungen ist die telezentrische kollimierte Beleuchtung (in Kombination mit telezentrischen Linsen) ideal. Sie gewährleistet nahezu vertikale Beleuchtung, was die Kantenscharfe und Kontraste für höhere Genauigkeit erhöht.

• TYP Von Industrielinsen

Industrielles Optik fällt in zwei Hauptkategorien: FA-Optiken (Standardindustrieoptiken) und telezentrische Optiken. Aufgrund ihrer optischen Konstruktion eliminieren telezentrische Optiken Verzerrungen und Vergrößerungsfehler, die durch inkonsistente Abstände zwischen Objekt und Linse verursacht werden. Für Präzisionsmessungen sind doppelseitig telezentrische Optiken unerlässlich.

• Algorithmussoftware

Auch bei hervorragender Hardware sind Softwarealgorithmen entscheidend. Zum Beispiel:

• Die Genauigkeit der Linierkennung schwankt normalerweise innerhalb von 1–2 Pixeln.
• Bogen-/Durchmesser-Messungen können eine Genauigkeit von 0,2–1 Pixel erreichen.

Fortgeschrittene Algorithmen führender Marken können sogar einen einzelnen Pixel in 100 Subpixel unterteilen, um ultrapräzise Berechnungen durchzuführen.

Neben diesen fünf Faktoren müssen externe Variablen wie Vibration, Temperaturschwankungen und Lage der Teile berücksichtigt werden. Um Unsicherheiten zu berücksichtigen, multiplizieren Sie die berechnete Pixelgenauigkeit mit 2–3 für einen realistischen Endwert.