Machine Vision-verlichting voor membraaninspectie: twee praktijkvoorbeelden

Transparante en semi-transparante membranen zijn moeilijk te inspecteren, omdat ze verlichting kunnen doorlaten of verstrooien in plaats van een duidelijke zichtbare rand te vormen. Een praktisch machinevisiesysteem moet de toestanden ‘membraan aanwezig’ en ‘membraan afwezig’ consistent van elkaar onderscheiden, zonder uitsluitend te vertrouwen op softwareversterking. Bij deze twee tests was het inspectiedoel het detecteren van aanwezigheid. Twee membraanstructuren vereisten verschillende verlichtingsgeometrieën: een koepelverlichting voor een stalen-ringmembraan en een ringverlichting onder lage hoek voor een koepelmembraan.

Waarom verlichtingsgeometrie belangrijk is bij aanwezigheidsdetectie van membranen

Een membraan kan fysiek aanwezig zijn, maar onder ongeschikte verlichting bijna onzichtbaar blijven. De verlichting moet daarom op een manier met het membraan en de bevestiging interacteren die een herhaalbare intensiteits- of kleurverandering in het inspectiegebied veroorzaakt.

Voor het staalringmonster was een zwart-witbeeld voldoende, omdat het membraan de ring onder frontale diffuusverlichting van donker naar licht veranderde. Voor het koepelmembranemonster behield een kleurencamera het zichtbare tonale verschil: de bevestigingsring leek zwart zonder membraan en melkwit wanneer het membraan was geïnstalleerd.

Deze tests laten zien waarom het licht moet worden gekozen op basis van het optische gedrag van het onderdeel, en niet alleen op basis van helderheid. Vorm van het oppervlak, transparantie, gezichtsveld, werkafstand, cameratype en montage-ruimte beïnvloedden allemaal de uiteindelijke configuratie. De bijgeleverde afbeeldingen tonen duidelijke visuele scheiding, maar er zijn geen nauwkeurigheids-, cyclustijd- of herhaalbaarheidswaarden opgegeven; deze waarden dienen te worden bevestigd tijdens de productievalidatie.

Geval 1: Controle van staalringmembraan met een koepelverlichting

De eerste opstelling maakte gebruik van frontale diffuse belichting van een koepelvormige domlichtbron. Het brede reflecterende oppervlak verdeelde het licht rond de stalen ringhouder en produceerde een monochroom beeld met hoge contrastverhouding. In de geleverde resultaten bleef de ringhouder zwart wanneer het membraan afwezig was en werd deze fel wit wanneer het membraan aanwezig was. Deze toestandsverandering geeft het visie-algoritme een direct signaal voor het gebied van interesse bij het controleren op aanwezigheid.

De beeldopnameconfiguratie bestond uit een MV-CS200-10GM 20 MP monochrome vlakke-scancamera , een 35 mm vastfocallens , en een KM-3DM13034-W-24V-S domlichtbron . De werkafstand van de lens bedroeg 180 mm , het gezichtsveld was 67 × 45 mm , en de installatiehoogte van de belichting was 93 mm .

Een koepelverlichting was geschikt omdat het membraan en de ronde armatuur brede, gelijkmatige frontale verlichting vereisten. Voor productie-implementatie moeten het team de belichting en versterking vastzetten, de werkstation afschermen tegen wisselende omgevingsverlichting en monsters valideren onder normale omstandigheden, bij ontbrekend membraan, verschoven membraan en batchvariaties.

Geval 2: inspectie van koepel-membraan met een ringverlichting onder lage hoek

Het tweede monster had een andere vormgeving en vereiste een lagere verlichtingshoek. Een horizontaal gerichte ringverlichting onder lage hoek verlichtte het gebied van de koepel-membraan terwijl de kleurencamera het resulterende RGB-contrast opnam. Zonder membraan leek het gebied rond de ronde armatuur zwart. Met geïnstalleerd membraan leek hetzelfde gebied melkwit, waardoor de twee toestanden visueel onderscheidbaar waren.

Deze opstelling gebruikte een MV-CU120-10GC 12 MP kleuren area-scan-camera , een 16 mm vastfocallens met een 1 mm verlengring , en een KM-2RN12085A0-W-24V(1.3)-D ringverlichting . De werkafstand van de lens bedroeg 80 mm , het gezichtsveld was 37 × 28 mm , en de installatiehoogte van de belichting was 23 mm .

De lage-hoekopstelling werd gekozen om de membraanreactie te tonen, terwijl de cirkelvormige vorm en de omliggende gaten behouden bleven. Voordat het onderdeel naar de productielijn wordt vrijgegeven, dient de inspectie te worden getest na thermische stabilisatie en binnen de verwachte tolerantie voor onderdeelpositie. De drempelwaarden moeten gebaseerd zijn op meerdere goede én defecte monsters, in plaats van op één referentieafbeelding.

Technisch overzicht

Deze gevallen laten zien dat vergelijkbare aanwezigheidsdetectietaken mogelijk verschillende belichting vereisen oPLOSSINGEN . Het stalen ringmembraan profiteerde van diffuus koepelvormig licht en monochroom contrast, terwijl het koepelmembraan lage-hoek ringvormige belichting en kleurinformatie vereiste. De juiste keuze hing af van de manier waarop elk membraan met licht interageerde, niet eenvoudigweg van de cameraresolutie.

Voor een nieuw membraaninspectieproject dient u de onderdeeltekening, voorbeeldafbeeldingen, membraanmateriaal, gezichtsveld, werkafstand, lijnsnelheid, cameramodel en acceptatiecriteria te verstrekken. Een gecontroleerde steekproeftest kan vervolgens verschillende belichtingsconfiguraties vergelijken en de definitieve instellingen vastleggen voor camera, objectief, verlichting, belichtingstijd, versterking en montage. Deze documentatie maakt het resultaat eenvoudiger te reproduceren bij installatie of duplicatie van het systeem. Het productieteam dient ook referentieafbeeldingen op te slaan van zowel geaccepteerde als afgekeurde membranen en na onderhoud, vervanging van bevestigingsmiddelen of aanpassing van de verlichting de drempelwaarde opnieuw te controleren. Dit voorkomt dat ongedocumenteerde hardwarewijzigingen een nieuwe oorzaak worden van foutieve resultaten.

Stuur HIFLY uw goede en ontbrekende-membraansteekproeven om een toepassingsspecifieke belichtingstest uit te voeren en een configuratieaanbeveling te ontvangen.