(一)相机

类型

面阵相机和线扫相机是常见类型。面阵相机可以一次获取整个图像平面的信息,适用于拍摄静止或者运动较慢的物体;线扫相机则是逐行扫描获取图像,在检测高速运动的物体或者大幅宽物体(如卷料)时具有优势。不同品牌的相机在性能、质量和价格上有所差异,例如有些品牌在高分辨率成像方面表现出色,有些则在高速拍摄时更加稳定。在工业机器视觉检测中,需要根据具体的检测任务来选型,如检测电子元件的外观,可能面阵相机就足够;但如果是检测高速传送带上的长条状物体,线扫相机可能更合适。

成像原理

摄像头成像过程包括光学成像、光电转换、信号处理、数字编码和数据传输等步骤。其成像原理基于凸透镜成像,通过透镜组合把物体发出或反射的光线成像在像平面(与芯片面重合),并且运用凹凸透镜组合来平衡球差、轴外像差、色差等像差以提高成像质量。例如在机器视觉检测微小零件时,良好的成像质量有助于准确识别零件的特征和缺陷。

(二)镜头

适配关系

镜头与相机之间需要适配。在选择镜头时要考虑与相机的匹配性,包括像面尺寸、分辨率等。定焦镜头焦距固定,成像质量相对稳定,适用于特定距离和视野范围的检测;变焦镜头则可以改变焦距,在一些需要调整视野范围的检测场景中比较方便。例如,在检测固定距离的工件尺寸时,定焦镜头可以提供清晰准确的成像;如果检测的工件距离可能会有一定变化或者需要对不同区域进行放大观察,变焦镜头就更有优势。

成像原理与像差平衡

镜头成像原理同样基于凸透镜成像,利用透镜组合将光线聚焦成像。通过合理组合凹凸透镜,平衡球差、轴外像差、色差等像差,提高成像质量。这对于工业机器视觉检测中获取清晰准确的图像至关重要,例如在对高精度零件的外观检测中,高质量的镜头成像可以准确检测到微小的划痕或缺陷。

(三)光源

作用

光源是机器视觉检测系统的关键组成部分,主要作用是为被检测物体提供足够的亮度。不同的检测对象和检测要求需要不同类型的光源。例如,在检测表面有反光的金属零件时,需要选择合适的光源角度和类型(如偏振光)来避免反光对检测结果的影响;对于表面颜色较暗的物体,可能需要亮度较高的光源来增强对比度,以便更好地突出物体的特征,准确检测缺陷或尺寸等信息。

种类

有多种类型,如LED光源等。LED光源具有寿命长、亮度可调节、颜色可选择等优点,在工业机器视觉检测中被广泛应用。根据检测需求,可以选择白色光、红色光等不同颜色的LED光源。例如,红色光在检测某些红色物体上的瑕疵时,可能比白色光更能突出瑕疵与物体本身的对比度。

(四)光源控制器

功能

光源控制器主要用于控制光源的亮度、颜色等参数。在不同的检测场景下,通过调节光源控制器,可以优化光源的输出,以获得最佳的检测效果。例如,当检测一个表面有微小纹理的物体时,可能需要调整光源的亮度到一个合适的值,使纹理能够清晰地显示出来,这时就需要光源控制器来精确控制光源的亮度。

二、视觉检测设备

(一)应用行业

电子制造行业

在电子制造行业中,视觉检测设备可以对电子产品的外观缺陷和尺寸进行检测,确保产品的质量符合标准要求。例如对手机电路板上的焊点进行检测,查看是否存在虚焊、漏焊等问题,以及对电子元件的安装位置和尺寸进行精确测量。

汽车制造行业

用于对汽车零部件的外观缺陷和尺寸进行检测,提高汽车的质量和安全性。比如对汽车发动机的一些小零件进行外观瑕疵检测,对汽车轮毂的尺寸精度进行测量等。

食品包装行业

可以进行外观缺陷检测,例如对食品及包装行业中的包装盒、包装袋表面进行检测,查看是否有破损、污渍等问题。还能用于对产品进行大批量识别、检测,实现100%在线检测。

(二)核心硬件组成与作用

视觉系统

为适配不同应用场景,可提供多种视觉系统。如线阵相机系统应用于高速度大幅宽的卷料检测;大宽幅线扫相机线扫系统适用于安装空间特别狭小的场景,面阵相机系统应用于上下起伏明显的热轧材料场景等。不同的视觉系统根据其采用的相机类型和配置,在不同的工业检测场景中发挥作用。

相机调节底座

工业机器视觉检测配件_视觉检测设备

针对各种应用场景,配置不同特性的相机精调底座。可以对相机的位置、角度等进行精确调节,以便获取最佳的拍摄视角和图像质量,这对于保证视觉检测设备准确检测物体至关重要。例如在对形状不规则的工件进行检测时,通过调整相机调节底座,使相机能够完整、清晰地拍摄到工件的各个部位。