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3D檢測(體積/高度)

3D檢測(體積/高度)

視覺系統(tǒng)實施的外觀/尺寸檢測、定位、OCR字符識別等,可以根據(jù)工件表面的濃淡,進行檢測和辨別。為了提升其精度,基恩士采用了高像素數(shù)的視覺系統(tǒng),追求鏡頭及照明合適化,并導入了預處理功能等技術(shù)。但即使是技術(shù)發(fā)達的今天,圖像檢測方面仍存在以下課題,有待解決。

  • 辨別變色、色差與瑕疵、失真
  • 檢測瑕疵深度及失真的變形狀況
  • 判定容積及體積的合格與否
  • 檢測焊接及熔接的形狀 等

上述內(nèi)容難以根據(jù)平面圖像進行檢測,這些判斷必須依賴人眼檢測。作為解決這些課題的重要手段,3D圖像檢測誕生了。3D檢測可以檢測表面信息和高度,下面將對其進行介紹。

立體可實現(xiàn)平面無法進行的檢測,3D檢測的基本原理

3D檢測的優(yōu)點

2D檢測依靠濃淡進行外觀及尺寸的檢測/辨別,而3D檢測則利用包含高度信息在內(nèi)的(XYZ坐標)條件,實施檢測。下面將就2D圖像與3D圖像的差異,以及導入3D檢測的優(yōu)點進行介紹。

2D圖像與3D圖像的差異
何謂2D圖像
2D圖像,是從1個方向進行拍攝的圖像數(shù)據(jù)。預處理功能可以對濃淡進行調(diào)整,并發(fā)現(xiàn)部件及產(chǎn)品表面的故障。
何謂3D圖像
在2D圖像中添加高度信息,就可獲得3D圖像。通過獲取XYZ坐標的信息,還可獲得高度、體積、截面面積等信息。
導入3D檢測的效果 ~檢測的穩(wěn)定化~

借助2D圖像的檢測,會受到工件顏色及圖案、表面光澤及照明等環(huán)境因素的影響,導致瑕疵及凹陷等的檢測不穩(wěn)定。即使采用濃淡補正、斑點處理、對比度轉(zhuǎn)換等預處理功能,也難以提升精度。導入3D檢測后,可以對傳統(tǒng)2D圖像難以辨別的內(nèi)容進行自動化檢測,穩(wěn)定檢測和工件圖案相同的瑕疵,及細微凹陷等。*

還能夠基于高度辨別及XYZ信息,利用體積及截面面積信息進行檢測,大幅擴充視覺系統(tǒng)檢測的適用范圍。
*與本公司CV-700產(chǎn)品的比較

導入3D檢測的效果
借助視覺系統(tǒng)的3D檢測效果 ~檢測的高效化~

利用3D測量儀,可實施3D檢測。但3D測量儀的檢測需離線實施,搬運到測量室的工序和測量作業(yè)費時費力。這種測量方式適用于高附加值、少量生產(chǎn)的產(chǎn)品,對于每天生產(chǎn)數(shù)成千上萬的批量產(chǎn)品,全數(shù)檢測是不可能實現(xiàn)的。

與之相對的,使用視覺系統(tǒng),就能在線上獲取3D信息,可以實現(xiàn)高效的檢測。全新視覺系統(tǒng)系統(tǒng)的處理速度,能夠支持高速生產(chǎn)線的檢測,在維持單件產(chǎn)品生產(chǎn)時間的同時,實現(xiàn)全數(shù)檢測。在抑制不良品流出、品質(zhì)提升中發(fā)揮效果。

導入3D檢測的效果 ~削減成本及人工費~

對于此前依賴于目視檢測及離線檢測的檢測工序,可以實現(xiàn)自動化,起到了削減人工費的效果。而3D相機當然能夠在拍攝3D圖像的同時,獲取2D圖像(濃淡圖像),從而有效削減設(shè)備成本。

3D檢測的測量原理

基恩士推出了2個種類的測量設(shè)備,作為3D檢測的解決方案。3D相機XR系列對應于靜止工件或節(jié)距傳送生產(chǎn)線,而超高速輪廓測量儀LJ-V7000系列則支持移動工件、連續(xù)傳送工序。這使得客戶能夠根據(jù)用途及工件狀態(tài),選擇富有各自特征的測量原理及功能,實現(xiàn)合適3D檢測。

LJ-V7000系列支持大范圍測量

XR系列的測量范圍為15 mm角至40 mm角(正確來說,在基準距離下時12.5 mm角至35.5 mm角)。因此,適用于電子設(shè)備等相對較小部件及產(chǎn)品的3D檢測。需要在更大范圍內(nèi)進行3D檢測時,建議您使用超高速輪廓測量儀LJ-V7000系列。將通過光切斷方式獲取的高精度2D輪廓數(shù)據(jù),融入到XG-X系列等視覺系統(tǒng)系統(tǒng)中,就能實現(xiàn)包含高度、面積、體積信息在內(nèi)的3D檢測。對于焊接焊縫這種具有一定長度的位置,以及高速移動體,也能進行3D檢測。

支持3D圖像檢測的算法及多樣的軟件

3D檢測同樣利用了多種視覺系統(tǒng)技術(shù)。視覺系統(tǒng)系統(tǒng)XG-X系列中,通過在拍攝的3D圖像中指定檢測范圍,可以對最小高度、最大高度、凸面積、凹面積、凸體積、凹體積進行測量。首先,將作為高度測量基準的面指定為“起算面”。以該起算面為基準,測量凹凸部分的面積及體積。

基恩士還推出了其他豐富多樣的功能,在檢測精度提升、設(shè)定作業(yè)簡化方面非常有效。

高速、高容量靈活的視覺系統(tǒng)“XG-X系列”介紹

具體應用

對于許多2D圖像無法實現(xiàn)的檢測,3D圖像就能進行檢測。下面將介紹其中的典型應用案例。

檢測填焊

利用視覺系統(tǒng)檢測表面的方法,難以檢測焊錫的表面狀態(tài)。尤其是隨著近年來電子設(shè)備小型化、精密化的發(fā)展,不僅是視覺系統(tǒng),目視判斷都變得越來越難。導入3D檢測后,能夠掌握高度、面積及體積信息,從而實現(xiàn)更準確的填焊形狀檢測。

檢測填焊形狀

傳統(tǒng)相機*
受焊錫表面狀態(tài)的影響,無法進行穩(wěn)定檢測。
*與本公司CA-H200M系列產(chǎn)品的比較

XR Series
利用3D檢測,可不受表面狀態(tài)的影響,對高度、形狀進行檢測。

檢測巧克力的個數(shù)/缺陷

在食品/醫(yī)藥品行業(yè),3D檢測也正在被逐步導入。例如,巧克力這種不存在濃淡差的目標物,難以通過傳統(tǒng)2D檢測對瑕疵及凹陷等進行檢測。但導入3D檢測后,就能利用高度等信息,確切檢測瑕疵及凹陷。還能同時進行個數(shù)計數(shù),有效提高生產(chǎn)效率。

檢測的要點

連接3D測量儀LJ-V7000系列,不僅可以計算工件個數(shù),還可同時檢測工件上的凹陷或異物等。

3D圖像
處理后圖像

凹陷

卡號的OCR

檢測信用卡時,會受背景中所含照片及插圖的影響,難以檢測卡號。而利用可測量高度的3D檢測,就能利用OCR,對信用卡表面用壓紋(凹凸)表示的卡號及有效期限、姓名等,進行正確讀取。

卡號的OCR

傳統(tǒng)相機*
過去受背景的影響,難以實現(xiàn)。
*與本公司CA-H200M系列產(chǎn)品的比較

LJ-V Series
利用高度信息進行測量,實現(xiàn)穩(wěn)定的OCR。

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