高精度針孔檢測設(shè)備
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2022-11-10 14:28:10 精質(zhì)視覺
表面缺陷檢測系統(tǒng)也叫表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)或者表面質(zhì)量檢測設(shè)備。
應(yīng)用的領(lǐng)域十分的廣泛，我例舉一下最主要的應(yīng)用領(lǐng)域吧，鋼鐵冶金，有色金屬加工，高精銅板帶，鋁板帶，鋁箔，不銹鋼制造，電子素材，無紡布，織物，玻璃，紙張，薄膜。
表面檢測的市場是十分巨大的，簡單舉個例子，拿一個 年產(chǎn)量在1000萬噸的鋼鐵公司來說，這家公司的可利用表面檢測設(shè)備的市場大概為1.5~2億人民幣。
為什么要使用表面缺陷檢測系統(tǒng)呢?
–保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善生產(chǎn)工藝，減少人工成本
線掃描表面缺陷檢測系統(tǒng)主要構(gòu)成：
視覺采集部主要包括線陣相機，鏡頭，光源，圖像采集卡。
系統(tǒng)支架部分包括：相機支架，光源支架，和操作臺支架。
電氣部分(通信/控制部)包括編碼器，運動控制卡或者PLC，也有可能會有馬達(dá)等。
其他：各種電線電纜，CL線啊，電源線啊，各種SMPS啊，照明控制器啊等等。
還有PC。
簡單介紹下主要配件：
線掃描相機
一般主流的分辨率為1024，2048，4096，6144，8192，12288，16384
最重要的是分辨率和相機的行頻。
說到行頻就肯定和接口有關(guān)系了，接口主要有RS接口，LVDS，Channellink(這幾種目前幾乎都不用了)，目前主流GIGE，Cameralink(標(biāo)準(zhǔn))，1394，還有各種高速接口，HSlink，coaxlink等等。
主要的區(qū)別就是在數(shù)據(jù)的傳輸量和傳輸距離上(希望有群友搞下這些傳輸線的對比圖)。
相機的輸出形式好像在另一帖子也有描述，這里就不多講了。
相機的觸發(fā)模式主要是內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)，在表面檢測應(yīng)用時幾乎都采用外觸發(fā)，通過外部編碼器的脈沖控制相機的掃描頻率。
相機最大行頻計算： 最大行頻=datarate/相機分辨率
舉例說明，相機datarate為80Mhz，像素為4096×1 那么行頻=80M/4096=19000行/秒
此相機最高速度可以采取19000行每秒
lineperiod的計算： 1秒/最大linerate(19000)= 53us
意思是相機掃描一條線需要大概53us(最大行頻情況下)
關(guān)于相機視野(FOV)的計算，這個在鏡頭選型的帖子中也有體現(xiàn)
視野(FOV)= 像元大小×像元個數(shù)×WD(工作距離)/FL(鏡頭焦距)
圖像采集卡：我理解的采集卡主要是用來收集數(shù)據(jù)，控制相機的，圖像采集卡的最大數(shù)據(jù)采集量要大于相機的最大datarate.
鏡頭：主要是根據(jù)視野和相機接口來選擇，這里不多講了。焦距長景深就深。接口主要是F和C，nikon和轉(zhuǎn)的。
光源：線掃描光源也有很多種，高頻熒光燈，鹵素?zé)簦逇鉄?，小顆粒密集LED，大顆粒單排LED，小顆粒高亮度LED，激光光源?！∧壳暗闹髁鬟€是LED，比較重要的參數(shù)就是lux和壽命，LED都是高頻的，不用擔(dān)心頻率不夠會導(dǎo)致取像的每條線亮度不均。
光源的打光方式有很多種，在以前的文章已經(jīng)介紹。打光方式主要和檢測缺陷的對象有關(guān)系。缺陷有凹凸的情況出現(xiàn)時得需要暗場(漫反射)，還和被測產(chǎn)品的透射率有關(guān)，對于透射率高于80%的只能有透過光。
系統(tǒng)支架就不做多介紹了，但是要保證精度。相機和光源的支架也可以選擇通過馬達(dá)來控制。
運動控制方面：如果上位通信多的情況可以采用PLC，通信少的情況可以使用一般的數(shù)字i/o處理。
PC的選擇，工業(yè)電腦，server和一般組裝PC，我們現(xiàn)在用一般組裝電腦，因為在維修的時候工業(yè)電腦的應(yīng)對時間很慢，沒辦法，使用組裝電腦的話如有配件損壞可以及時維修。電腦性能的選擇和所處理影像的量和軟件的計算量有關(guān)系，也不多講了。
編碼器：編碼器通過采集生產(chǎn)線的速度獲得電子脈沖傳送給采集卡或者直接至相機，然后相機通過脈沖控制掃描量。
一般編碼器采取的信號是linedriver信號，一般TTL信號，如果是多目相機的話可以使用脈沖分配卡，將獲得的脈沖信號重新發(fā)給各個相機，主要的信號種類有TTL，ITTL，DIfferentioal。
拿光圈編碼器為例，一般安裝在生產(chǎn)線的輥子上，輥子沒轉(zhuǎn)一圈，編碼器產(chǎn)生固定的脈沖，然后相機依靠脈沖取像。
主流的幾家線掃描和采集卡制造商都有控制行頻的功能
如euresys的 linepitch， encoderpitch功能。
dalsa的 shaft encoder功能
basler的 prediver，multiply，postdiver功能
都是通過對編碼器的脈沖進(jìn)行除法和乘法獲得新的脈沖值控制相機的掃描頻率。
再就是軟件方面了，這個也沒啥講的，每家公司的軟件都不同。
做表面缺陷檢測系統(tǒng)必須了解的幾個參數(shù)
1、被測產(chǎn)品最大生產(chǎn)速度
2、被測產(chǎn)品寬度
3、需檢測最小缺陷大小
其他：產(chǎn)品特性(厚度，透光率)，生產(chǎn)環(huán)境，安裝位置等
表面檢測設(shè)備的重要參數(shù)
檢測率，分類率，便利性，配件壽命。
