Φωτισμός Μηχανικής Όρασης για Επιθεώρηση Μεμβρανών: Δύο Πρακτικές Περιπτώσεις

Οι διαφανείς και ημιδιαφανείς μεμβράνες είναι δύσκολο να ελεγχθούν, επειδή μπορεί να διαπερνούν ή να σκεδάζουν το φως αντί να παράγουν ένα ισχυρό ορατό όριο. Ένα πρακτικό σύστημα μηχανικής όρασης πρέπει να καθιστά τις καταστάσεις «μεμβράνη παρούσα» και «μεμβράνη απών» εμφανώς διαφορετικές με συνέπεια, χωρίς να βασίζεται αποκλειστικά σε λογισμικό βελτίωση. Σε αυτές τις δύο δοκιμές, ο στόχος του ελέγχου ήταν η ανίχνευση παρουσίας. Δύο διαφορετικές δομές μεμβρανών απαιτούσαν διαφορετικές γεωμετρίες φωτισμού: φωτιστικό θόλου για μεμβράνη με χάλυβα δακτύλιο και φωτιστικό δακτυλίου χαμηλής γωνίας για μεμβράνη θόλου.

Γιατί η γεωμετρία του φωτισμού έχει σημασία στην ανίχνευση παρουσίας μεμβράνης

Μια μεμβράνη μπορεί να είναι φυσικά παρούσα, αλλά να παραμένει σχεδόν αόρατη υπό ακατάλληλο φωτισμό. Ο φωτισμός πρέπει επομένως να αλληλεπιδρά με τη μεμβράνη και το εξάρτημα με τρόπο που να δημιουργεί επαναλαμβανόμενη αλλαγή έντασης ή χρώματος εντός της περιοχής ελέγχου.

Για το δείγμα δακτυλίου από χάλυβα, μια μονόχρωμη εικόνα ήταν επαρκής, επειδή η μεμβράνη άλλαξε τον δακτύλιο από σκούρο σε φωτεινό υπό πρόσθια διάχυτη φωταγώγηση. Για το δείγμα μεμβράνης με κυρτή επιφάνεια, μια χρωματική κάμερα διατήρησε την ορατή τονική διαφορά: ο δακτύλιος της εγκατάστασης εμφανιζόταν μαύρος χωρίς τη μεμβράνη και γαλακτώδης λευκός όταν η μεμβράνη ήταν τοποθετημένη.

Αυτές οι δοκιμές δείχνουν γιατί το φως θα πρέπει να επιλέγεται βάσει της οπτικής συμπεριφοράς του εξαρτήματος, και όχι αποκλειστικά βάσει της φωτεινότητας. Το σχήμα της επιφάνειας, η διαφάνεια, η γωνία θέασης, η απόσταση λειτουργίας, ο τύπος της κάμερας και ο διαθέσιμος χώρος για τοποθέτηση επηρέασαν όλα την τελική διαμόρφωση. Οι παρεχόμενες εικόνες αποδεικνύουν σαφή οπτική διάκριση, αλλά δεν παρέσχηκαν στοιχεία ακρίβειας, χρόνου κύκλου ή επαναληψιμότητας· αυτές οι τιμές θα πρέπει να επιβεβαιωθούν κατά την επικύρωση της παραγωγής.

Περίπτωση 1: Εξέταση μεμβράνης δακτυλίου από χάλυβα με φωτισμό κυρτής επιφάνειας

Η πρώτη ρύθμιση χρησιμοποίησε πρόσωπο διάχυτο φωτισμό από μια θόλοειδή φωτεινή συσκευή σε σχήμα λεκάνης. Η ευρεία ανακλαστική επιφάνειά της κατανέμει το φως γύρω από το στερεωτικό δακτύλιο από χάλυβα και παράγει μια ασπρόμαυρη εικόνα υψηλής αντίθεσης. Στα παρεχόμενα αποτελέσματα, ο δακτύλιος του στερεωτικού παρέμενε μαύρος όταν η μεμβράνη ήταν απών και γινόταν λαμπερά άσπρος όταν η μεμβράνη ήταν παρούσα. Αυτή η αλλαγή κατάστασης παρέχει στον αλγόριθμο όρασης ένα άμεσο σήμα περιοχής ενδιαφέροντος για τον έλεγχο παρουσίας.

Η διάταξη απεικόνισης αποτελούνταν από μια MV-CS200-10GM 20 MP μονόχρωμη κάμερα επιφάνειας σάρωσης , ένα φακό σταθερής εστίασης 35 mm , και μια KM-3DM13034-W-24V-S θόλοειδη φωτεινή συσκευή . Η απόσταση εργασίας του φακού ήταν 180 mm , το πεδίο όρασης ήταν 67 × 45 mm , και το ύψος εγκατάστασης του φωτισμού ήταν 93 mm .

Μια φωτεινή συσκευή θόλου ήταν κατάλληλη, επειδή η μεμβράνη και το κυκλικό εξάρτημα απαιτούσαν ευρεία, ομοιόμορφη πρόσθια φωτιστική επίδραση. Για την παραγωγική εφαρμογή, η ομάδα θα πρέπει να ασφαλίσει την έκθεση και το κέρδος, να προστατεύσει τον σταθμό από μεταβαλλόμενο περιβάλλον φως και να επικυρώσει δείγματα υπό συνθήκες φυσιολογικής λειτουργίας, απουσίας μεμβράνης, μετατόπισης μεμβράνης και διαφοροποίησης ανά παρτίδα.

Περίπτωση 2: Επιθεώρηση θόλου-μεμβράνης με φωτεινή συσκευή δακτυλίου χαμηλής γωνίας

Το δεύτερο δείγμα είχε διαφορετική γεωμετρία και απαιτούσε χαμηλότερη γωνία φωτισμού. Μια φωτεινή συσκευή δακτυλίου χαμηλής γωνίας, κατευθυνόμενη οριζόντια, φώτισε την περιοχή θόλου-μεμβράνης, ενώ η χρωματική κάμερα κατέγραφε το αποτελούμενο χρωματικό αντίθεση RGB. Χωρίς τη μεμβράνη, η περιοχή του κυκλικού εξαρτήματος εμφανιζόταν μαύρη. Με την εγκατεστημένη μεμβράνη, η ίδια περιοχή εμφανιζόταν γαλακτώδους λευκή, καθιστώντας οπτικά διακριτές τις δύο καταστάσεις.

Αυτή η διάταξη χρησιμοποίησε μια MV-CU120-10GC 12 MP χρωματική κάμερα επιφανειακής σάρωσης , ένα 16 mm φακό με σταθερή εστίαση και δακτύλιο επέκτασης 1 mm , και μια KM-2RN12085A0-W-24V(1.3)-D φωτεινή συσκευή δακτυλίου . Η απόσταση εργασίας του φακού ήταν 80 mm , το πεδίο όρασης ήταν 37 × 28 mm , και το ύψος εγκατάστασης του φωτισμού ήταν 23 mm .

Η διάταξη με χαμηλή γωνία επιλέχθηκε για να αποκαλύψει την ανταπόκριση της μεμβράνης, διατηρώντας παράλληλα το κυκλικό χαρακτηριστικό και τις περιβάλλουσες οπές. Πριν από την παράδοση στη γραμμή παραγωγής, η επιθεώρηση πρέπει να δοκιμαστεί μετά τη θερμική σταθεροποίηση και υπό τις αναμενόμενες ανοχές θέσης του εξαρτήματος. Τα κατώφλια πρέπει να βασίζονται σε πολλαπλά καλά και ελαττωματικά δείγματα, όχι σε μία μόνο αναφορά.

Συμπέρασμα μηχανικού

Αυτές οι περιπτώσεις δείχνουν ότι παρόμοιες εργασίες ανίχνευσης παρουσίας μπορεί να απαιτούν διαφορετικό φωτισμό. λΥΣΕΙΣ η μεμβράνη με χάλυβα δακτύλιο επωφελήθηκε από διάχυτο φωτισμό θόλου και μονόχρωμη αντίθεση, ενώ η μεμβράνη θόλου απαιτούσε φωτισμό δακτυλίου χαμηλής γωνίας και χρωματικές πληροφορίες. Η σωστή επιλογή εξαρτάτο από τον τρόπο με τον οποίο κάθε μεμβράνη αλληλεπιδρούσε με το φως, όχι απλώς από την ανάλυση της κάμερας.

Για ένα νέο έργο επιθεώρησης μεμβράνης, παρέχετε το σχέδιο του εξαρτήματος, εικόνες δειγμάτων, το υλικό της μεμβράνης, το πεδίο όρασης, την απόσταση λειτουργίας, την ταχύτητα γραμμής, το μοντέλο κάμερας και τα κριτήρια αποδοχής. Ένα ελεγχόμενο δοκιμαστικό δείγμα μπορεί στη συνέχεια να συγκρίνει τις γεωμετρίες φωτισμού και να καταγράφει τις τελικές συνθήκες κάμερας, φακού, φωτισμού, έκθεσης, ενίσχυσης και στερέωσης. Αυτή η καταγραφή καθιστά ευκολότερη την επαναπαραγωγή του αποτελέσματος όταν το σύστημα εγκαθίσταται ή αντιγράφεται. Η ομάδα παραγωγής πρέπει επίσης να αποθηκεύει αναφορικές εικόνες για τις καταστάσεις αποδοχής και να επανελέγχει το κατώφλι μετά από συντήρηση, αντικατάσταση εξαρτημάτων ή ρύθμιση φωτισμού. Αυτό εμποδίζει μια μη τεκμηριωμένη αλλαγή υλικού να γίνει μια νέα πηγή ψευδών αποτελεσμάτων.

Αποστείλετε στην HIFLY τα καλά και τα ελλείποντα δείγματα μεμβράνης σας για μια δοκιμή φωτισμού εξειδικευμένη στην εφαρμογή και για σύσταση διαμόρφωσης.