Системы искусственного зрения для измерения и контроля — это метрологические устройства, использующие цифровые камеры, специальное освещение и алгоритмы обработки изображений для получения информации о размерах и качестве промышленных компонентов без необходимости физического контакта. Они позволяют контролировать сотни деталей в минуту, осуществлять автоматический визуальный осмотр дефектов, проводить 2D и 3D измерения размеров, распознавать коды и управлять роботами. Они стали ключевой технологией в поточном контроле качества и промышленной автоматизации 4.0.
Хотите помочь в выборе товара?
Архитектура системы машинного зрения
Типичная система машинного зрения состоит из одной или нескольких камер (CCD или CMOS, монохромных или цветных, с разрешением от нескольких мегапикселей до десятков мегапикселей), оптики, соответствующей сцене (телецентрические линзы для высокоточных измерений, макрообъективы, стандартные линзы), системы освещения (рассеянное, кольцевое, купольное, контровое, структурированное, поляризованные светодиоды) и блока обработки изображений (встроенная интеллектуальная камера, промышленный ПК или специализированная система) с программным обеспечением для обработки изображений. Синхронизация с триггером процесса позволяет получать изображения движущихся частей.
Алгоритмы и функции
Наиболее широко используемые функции обработки изображений включают обнаружение границ с субпиксельной точностью (обнаружение границ для измерения размеров), сопоставление образов (распознавание и локализация известных геометрических объектов), анализ областей (анализ связанных областей для подсчета дефектов), OCR/OCV для распознавания символов, сопоставление цветов для хроматического контроля и морфологический анализ. В самых передовых системах интегрированы глубокое обучение и сверточные нейронные сети для сложных проверок качества, которые трудно закодировать с помощью традиционных алгоритмов.
Применения
Системы машинного зрения используются для контроля размеров металлических, пластиковых и электронных компонентов, для проверки комплектности и точности сборок, для проверки этикеток и кодов, для контроля качества печати и упаковки, для проверки крышек, капсул и фармацевтических контейнеров, для измерения геометрии пластиковых отливок, для проверки лазерной сварки, для контроля SMD-компонентов на печатных платах, а также для управления роботами-манипуляторами. В частности, интеллектуальные камеры предлагают компактные автономные решения для сборочных линий.
Стандарты и классификация
Для систем машинного зрения, используемых в качестве измерительных приборов, применяются стандарты VDI/VDE 2617 и VDI/VDE 2634 (3D оптические измерительные системы), ISO 10360-7 (координатно-измерительные машины с оптическими зондами) и ISO 14406 (характеристика оптомеханических систем). Калибровка выполняется с использованием прецизионных масок с маркировкой, сертифицированной по стандарту ISO 17025. Для контроля качества проверка работоспособности проводится с использованием репрезентативных образцов и анализа измерительных систем (MSA).
Критерии отбора
Выбор системы машинного зрения требует анализа поля зрения (FOV), требуемого разрешения (размер пикселя относительно обнаруживаемого дефекта), скорости процесса, условий освещения, интеграции ПЛК и MES, а также масштабируемости для будущих дополнительных проверок. Перед окончательным определением размеров системы рекомендуется провести исследование осуществимости на реальных образцах.
Развитие систем 3D-визуализации с использованием структурированного света и проекции полос позволяет теперь осуществлять контроль размеров сложных и произвольных поверхностей с точностью, сравнимой с точностью контактных координатно-измерительных машин, но со значительно меньшим временем получения данных. Эта технология набирает популярность в аэрокосмической и медицинской отраслях, а также при контроле компонентов, изготовленных методом 3D-печати.