所謂機器視覺具體來講,是指通過鏡頭將被測目標轉化為圖像信號,投射至影像接受器件上再通過計算機進行分析處理。機器視覺系統的特點是測量精確、穩定、快速。正因為這些優點,機器視覺系統方可大幅度提高生產的柔性及自動化程度,提高生產效率。本章主要以電子連接器檢測為例。
如今,電子行業的發展日新月異,電子連接器正呈現出精巧化的發展趨勢。如SMD類產品的平面度一般為0.08mm~0.1mm,其間距也由2.54mm發展到0.6mm、0.5mm甚至0.4mm。傳統的測量方法根本無法勝任如此精細的零件成品檢測以及成品的在線測量。機器視覺憑借其精確等優點正逐漸被業界接受。
在自動流水線上,由自動機械手將被測產品從包裝盤中用真空吸盤吸取,放置在測量承座上,由伺服滑臺帶動向前運動,每運動到一個測量位置,即通過PC觸發CCD相機取像,取像結束后,伺服滑臺繼續運動到下一個測量位置,同時對取得影像進行處理,待全部圖像取完則測量完成。系統根據設定的規格判別產品PASS/FAIL,如為PASS則由自動機械手將其取放至下一個工位;如為FAIL則由機械手將其取放至不良品放置盒等待處理。
一個穩定可靠的處理系統,重要的是在實際的生產現場持續獲得高質量、高對比度的影像。與實驗室不同,生產現場環境條件會出現各種變化,為保證系統的穩定性,高動態范圍、高分辨率的工業相機、提高照明光源的品質、選擇合適的鏡頭是至關重要的。
1. CCD相機
根據CCD元件結構不同,分為線陣CCD相機及面型CCD相機。依據CCD元件辨別色彩能力可分成黑白型CCD相機和彩色CCD相機。在工業控制領域用途最廣的是黑白型面陣CCD相機。
系統采用了日本kappa相機的Zelos-02150 GV 型號CCD相機,該相機內置2/3英寸CCD,最大像素為1920 x 1080,幀速率可達到30 fps。
2. 鏡頭
在工業機器視覺測量中,一般要求工作距離較小,通常在30mm~100mm之間,需要采用近攝鏡頭。簡單的近攝鏡頭是在普通鏡頭和CCD相機之間加入一個接圈,使CCD可以位于鏡頭的像方聚焦面的外面一段距離,從而可以攝取到較近距離目標的圖像,但它受到圖像清晰度的限制。在要求較高的機器視覺系統中均采用專用的近攝鏡頭。
3. 光源
由于生產現場環境條件會出現各種變化,為保證圖像的質量,光源的品質是至關重要的。本系統采用打正光方式,主光源為常見的紅光環形LED光源,輔以45°平板式光源加強影像對比度。
|