O sistema de visão da máquina também é chamado de sistema de visão industrial. Seu princípio é: imagem do produto ou área de sensoriamento, e, em seguida, processá-lo com software especial de processamento de imagem de acordo com suas informações de imagem. De acordo com o resultado do processamento, o software pode determinar automaticamente a posição, o tamanho e a informação de aparência do produto, e julgar se ele é qualificado ou não de acordo com os padrões humanos pré-estabelecidos, e produzir suas informações de julgamento para a agência executiva.
O sistema de inspeção de visão da máquina usa uma câmera CCD para converter o alvo detectado em um sinal de imagem, que é enviado para um sistema de processamento de imagem dedicado. De acordo com a distribuição de pixels, brilho, cor e outras informações, ele é convertido em um sinal digital. O sistema de processamento de imagens realiza várias operações nesses sinais. Extrair as características do alvo, como área, quantidade, posição, comprimento e saída, o resultado de acordo com a tolerância predefinida e outras condições, incluindo tamanho, ângulo, número, passe/falha, sim/não, etc., para realizar a função de identificação automática .
Do ponto de vista funcional, o sistema de visão da máquina tem principalmente três tipos de funções: uma é a função de posicionamento, que pode determinar automaticamente onde o objeto e o produto de interesse estão, e produzir as informações de posição através de um determinado protocolo de comunicação. Esta função é usada principalmente para montagem e produção automáticas, como montagem automática, soldagem automática, embalagem automática, enchimento automático, pulverização automática e múltiplos atuadores automáticos (manipuladores, pistolas de soldagem, bocais, etc.); a segunda função é a medição, ou seja, o aparecimento do produto pode ser medido automaticamente, como a medição do contorno, abertura, altura, área, etc.; o terceiro é a função de detecção de defeitos, que é a função mais utilizada do sistema de visão. Ele pode detectar as informações relevantes na superfície do produto, tais como: embalagem está correta, se a embalagem está correta, impressão Se há erros, arranhões ou partículas na superfície, danos, manchas de óleo, poeira, peças plásticas com perfurações, chuva ruim e injeção de neblina, etc.
Comparados com métodos mecânicos manuais ou tradicionais, os sistemas de visão da máquina têm uma série de vantagens, como velocidade rápida, alta precisão e alta precisão. Com o desenvolvimento da modernização industrial, a visão das máquinas tem sido amplamente utilizada em diversas áreas para proporcionar às empresas e usuários uma melhor qualidade do produto e soluções perfeitas.
Explicação detalhada dos termos profissionais da lente industrial da visão da máquina
No sistema de visão da máquina, a lente é equivalente ao olho humano, e sua principal função é focar a imagem óptica do alvo na área fotossensível do sensor de imagem (câmera). Todas as informações de imagem processadas pelo sistema de visão são obtidas através da lente, e a qualidade da lente afeta diretamente o desempenho geral do sistema de visão. A seguir, uma explicação detalhada dos termos profissionais relacionados das lentes industriais de visão de máquina.
1. Distorção
Pode ser dividido em distorção de pincushion e distorção do barril, como mostrado abaixo:
2. Distorção da TV:
O valor calculado como uma porcentagem do comprimento lateral real da forma distorcida e da forma ideal.
3. Ampliação óptica
4.Monitor zoom
Método de cálculo:
Exemplo: CÂMERA CCD vs-MS1+10x de 1/2" ccd, imagem no monitor de 14"
O objeto de 0,1mm é uma imagem de 44,45 mm no monitor
Às vezes, dependendo do status de digitalização do monitor de TV, o cálculo simples acima terá algumas alterações.
5. Resolução
Ele mostra o intervalo entre os 2 pontos que podem ser vistos 0,61x o comprimento de onda usado (λ)/ NA=resolução (μ)
O método de cálculo acima pode teoricamente calcular a resolução, mas não inclui distorção.
♦O comprimento de onda de uso é de 550nm
6.Resolução
O número de linhas pretas e brancas pode ser visto no meio de 1mm. Unidade (lp)/mm.
7. MTF (Função de transferência de modulação)
A frequência espacial e o contraste utilizados para reproduzir as mudanças de sombra na superfície do objeto durante a imagem.
8. Distância de trabalho
A distância do cano da lente até o objeto
9.O/I (Objeto ao Imager)
A distância entre o objeto e a imagem é o comprimento entre o objeto e a imagem.
10. Círculo de imagem
Tamanho da imagem φ, você precisa digitar o tamanho do sensor da câmera.
11. Montagem da câmera
C-mount: 1" diâmetro x 32 TPI: FB: 17.526mm
CS-mount: 1" diâmetro x 32 TPI: FB: 12.526mm
F-mount: FB: 46.5mm
M72-Mount: os fabricantes de FB são diferentes
12. Campo de visão (FOV)
Campo de visão refere-se ao alcance do lado do objeto visto após o uso da câmera
O comprimento longitudinal da área efetiva da câmera (V) / ampliação óptica (M) = campo de visão (V)
O comprimento lateral da área efetiva da câmera (H) / ampliação óptica (M) = campo de visão (H)
*O campo de visão sobre os dados técnicos refere-se ao valor calculado a partir dos valores gerais da fonte de luz e da área efetiva.
O comprimento vertical da área efetiva da câmera (V) ou (H) = o tamanho de um pixel da câmera × o número de pixels eficazes (V) ou (H)
Para calcular.
13. Profundidade de Campo
A profundidade de campo refere-se à distância do objeto após a imagem. Da mesma forma, o alcance no lado da câmera é chamado de profundidade de foco. O valor da profundidade específica de campo é ligeiramente diferente.
14. Distância focal (f)
f (Distância Focal) A distância do ponto principal traseiro (H2) do sistema óptico para o plano focal.
15. FNO
Quando a lente é do infinito, o brilho representa o valor, quanto menor o valor, mais brilhante. FNO=distância focal/abertura de incidente ou abertura efetiva=f/D
16. Eficácia F
O brilho da lente a uma distância limitada.
F eficaz = (1 + ampliação óptica) x F #
F eficaz = ampliação óptica / 2NA
17. NA (Abertura Numérica)
NA no lado do objeto = sin u x n
NA ' no lado da imagem = sin u'x n'
Como mostrado na figura abaixo, o ângulo de entrada u, o índice refrativo do lado do objeto n, o índice refrativo do lado da imagem'
NA = Na' x ampliação
18. Brilho da borda
A iluminação relativa refere-se à porcentagem da iluminação central à iluminação periférica.
19. Lente telecêntrica
Uma lente em que o raio principal é paralelo à fonte de luz da lente. Há telecentricidade no lado do objeto, telecentricidade no lado da imagem e telecentricidade em ambos os lados.
20.Telecêntrico
Telecentricidade refere-se ao erro de ampliação do objeto. Quanto menor o erro de ampliação, maior a Telecentricidade. A telecentricidade tem uma variedade de usos diferentes. É importante entender a Telecentricidade antes de usar a lente. O raio principal da lente telecêntrica é paralelo ao eixo óptico da lente. Se a telecentricidade não é boa, o efeito da lente telecêntrica não é bom; a telecentricidade pode ser simplesmente confirmada com a seguinte figura.
21. Profundidade de Campo (DOF)
A profundidade de campo pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Profundidade de campo = 2 x COC permitido x ampliação óptica eficaz 2 = valor de erro permitido / (NA x ampliação óptica)
(Usando COC permitido de 0,04mm)
22. Panela de ventilação e resolução
Airy Disk refere-se ao fato de que um círculo concêntrico é realmente formado quando a luz está concentrada através de uma lente sem distorção. Este círculo concêntrico se chama Airy Disk. O raio r do Disco Arejado pode ser calculado pela seguinte fórmula. Esse valor é chamado de resolução. r= 0,61λ/NA O raio do Disco Arejado muda com o comprimento de onda. Quanto maior o comprimento de onda, mais difícil é para a luz se concentrar em um ponto. Exemplo: COMPRIMENTO de onda da lente NA0.07 550nm r=0,61 * 0,55/0,07 =4,8μ
23.MTF e resolução
MTF (Modulation Transfer Function) refere-se à mudança de densidade na superfície de um objeto, e o lado da imagem também é reproduzido. Indica o desempenho de imagem da lente, o grau de contraste da imagem e reprodução do objeto. Para testar o desempenho de comparação, é utilizado um teste de intervalo em preto e branco com uma frequência espacial específica. A frequência espacial refere-se ao grau de mudança na densidade a uma distância de 1 mm.
Como mostrado na Figura 1, a onda matriz em preto e branco, o contraste preto e branco é de 100%. Depois que este objeto é fotografado pela lente, a mudança no contraste da imagem é quantificada. Basicamente, não importa qual lente, haverá uma diminuição no contraste. O contraste final é reduzido para 0%. Não consigo distinguir as cores.
As figuras 2 e 3 mostram as mudanças na frequência espacial entre o lado do objeto e o lado da imagem. O eixo horizontal representa a frequência espacial, e o eixo vertical representa brilho. O contraste entre o lado do objeto e o lado da imagem é calculado por A e B. MTF é calculado a partir da razão de A e B.
A relação entre resolução e MTF: Resolução refere-se ao intervalo entre a forma como dois pontos são separados e reconhecidos. Geralmente, a qualidade da lente pode ser julgada a partir do valor da resolução, mas o MTF real tem uma ótima relação com a resolução. A Figura 4 mostra as curvas MTF de duas lentes diferentes. A lente tem baixa resolução, mas alto contraste. A lente b tem baixo contraste, mas alta resolução.
Introdução à interface de lente óptica
A lente óptica é uma parte indispensável do sistema de visão da máquina. De acordo com a distância focal, pode ser dividida em lente focal curta, lente focal média e lente telefoto; de acordo com o campo de visão, ele pode ser dividido em lentes grande angular, padrão e teleobjetiva; de acordo com a estrutura, ela pode ser dividida em abertura fixa. Lente de foco, lente de foco fixo de íris manual, lente de foco fixo de íris automática, lente de zoom manual, lente de zoom automático, lente de zoom elétrico de íris automática, lente elétrica de três variáveis (íris, distância focal, foco são variáveis), etc. De acordo com o tipo de interface, ele pode ser dividido em lente tipo C, lente tipo CS, lente tipo U e lente especial.
1. Lente tipo C
A distância focal da flange da lente tipo C é a distância entre a flange de montagem e o ponto convergente da luz paralela da lente incidente. A distância focal da flange é de 17.526mm ou 0,690in. A costela de instalação é: 1in de diâmetro, 32 threads.in. A lente pode ser usada em sensores de linha com um comprimento de 0,512in (13mm) ou menos. No entanto, devido à distorção geométrica e características do ângulo de mercado, é necessário identificar se as lentes de foco curto são adequadas. Por exemplo, uma lente com distância focal de 12,6 mm não deve usar uma matriz linear maior que 6,5 mm. Se o tamanho da distância focal da flange for usado para determinar a distância da lente para a matriz, o adaptador de lente deve ser aumentado quando a ampliação do objeto for inferior a 20 vezes. O anel adaptador é adicionado atrás da lente para aumentar a distância da lente para a imagem, assumindo que a faixa de foco da maioria das lentes é de 5-10%. A distância de extensão da lente é a extensão focal/ampliação lateral do objeto. Com um anel adaptador de 5mm, uma lente de montagem C pode ser conectada a uma câmera de montagem CS.
Lente tipo 2.CS
A lente CS pode ser diretamente conectada à câmera com a porta CS, mas a lente de montagem CS não pode ser usada com a câmera de montagem C.
3. Lente em forma de U
A lente do tipo U é uma lente de comprimento focal variável com uma distância focal flange de 47,526 mm ou 1,7913in, e uma costela de montagem de M42×1. Projetado principalmente para aplicações fotográficas de 35mm, ele pode ser usado para qualquer matriz com menos de 38,1 mm de comprimento.
No campo do processamento de imagens digitais, há um conjunto de espelhos padrão com duas especificações de interface (montagem C e montagem CS)
Montagem da cabeça. Isso resultou em quatro combinações, como mostrado na figura abaixo. Um deles não combina: a lente de montagem CS não pode ser usada com a câmera de montagem C.
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