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檢測微小物體的思路

缺陷最小檢測尺寸的思路

客戶常會提出“可以檢測多小的異物及黑點?”的疑問。
下面將介紹視覺系統最小檢測尺寸的思路的示例之一。最小檢測尺寸的概算值,可以通過以下要素計算得出。

  • A=相機的CCD Y方向像素數
  • B=拍攝視野(Y方向)(mm)
  • C=CCD上的最小檢測像素尺寸(像素)

最小檢測尺寸= B×C÷A

樹脂工件上的黑點
樹脂工件上的黑點

思路

可以借助所用的鏡頭,改變目標物的拍攝視野。
也就是說,可以自由更改拍攝范圍,設定為10 mm或100 mm。

接下來,所用的相機會影響CCD的像素數。
標準尺寸的24萬像素型CCD的縱向像素數為480像素,百萬像素顯示類型中,200萬像素型的像素數則為1200像素。

此外,CCD的最小尺寸為1像素,而對于可檢測的最小像素數,需要查看2像素角。
根據條件,存在需要考慮約4像素角的情況。

在此,以視野60 mm為例,嘗試考慮使用百萬像素相機的情況。

將最小檢測像素數,設為2像素角。
計算此時的最小檢測尺寸,可將A=1200像素、B=60 mm、C=2像素代入上述公式來求取。
最小檢測尺寸= 60 × 2 ÷ 1200 = 0.1 mm

思路

連續傳送工件的檢測時設定

快門速度介紹

例如,在檢測連續膜片上的異物時,膜片將連續流動進檢測范圍。
用相機拍攝這種對象時,如果與生產線速度相比,快門速度(曝光時間)不夠快,就會導致拍出的圖像抖動。

快門速度介紹

要充分抑制這種抖動,應該將快門速度設定為約等于檢測異物移動最小尺寸的1/5左右距離的時間。

快門速度=預期最小檢測異物尺寸÷5÷生產線速度

例)預期最小檢測異物尺寸=1 mm 生產線速度=1 m/秒
快門速度=1 mm÷5÷1000 mm/秒=1/5000,因此,理想的快門速度應為1/5000。

最大生產線速度介紹

下面,將根據預期最小檢測尺寸,對可檢測生產線速度的計算方法進行說明。

只要確定了需要檢測的最小異物尺寸,就可以根據上一頁的思路,確定必需的視野。

只要確定了視野,該視野在視覺系統時間內移動的生產線速度,即為可完整檢測的生產線速度

最大生產線速度=拍攝視野÷視覺系統時間

此處的視覺系統時間,會因視覺系統的能力及設定內容而改變,需通過測試進行實測。

例如,預期檢測最小尺寸=0.2 mm,根據上一頁中的表格,使用200萬像素相機時,最大拍攝視野可達100 mm。

假設視覺系統時間=50 ms最大生產線速度 = 100 mm÷0.05秒=2000 mm/秒則2 m/秒以內可實現完整檢測。

最小檢測尺寸

CCD的最小尺寸為1像素,而對于對比度清晰的圖像而言,可檢測的最小像素數,需要查看2像素角。

根據條件,存在需要考慮約4像素角的情況。
反之,同樣存在根據最小檢測尺寸計算視野的情況。此時,將計算公式中的最小檢測尺寸設為0.1 mm,縱向像素數設為1200像素,則視野=0.1(mm)÷2(像素) × 1200(像素),因此視野(Y方向)為60 mm。

支持的生產線速度

[間歇傳送時]
?每分鐘的最大檢測次數=60(秒)÷視覺系統的處理時間(秒)
?視覺系統的目標處理速度(ms)=1(秒)÷預期檢測次數(次/秒) × 1000
[連續傳送時]
?快門速度=預期最小檢測異物尺寸÷5÷生產線速度
?最大生產線速度=拍攝視野÷視覺系統時間

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