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SMT技術(shù)資訊

AOI—硬件選型

時(shí)間:2022-02-24 來(lái)源:system 點(diǎn)擊:623次

一、相機(jī)選型

1、選型流程

image.png                   


2、選型步驟

開(kāi)始,選擇合適的分辨率;

根據(jù)需要的分辨精度與視場(chǎng)大小,那么我們選擇需要的相機(jī)像素關(guān)系如下:

相機(jī)分辨率(L/W)=視場(chǎng)(L/W)/精度

這僅僅只是相機(jī)的像素精度,并不代表整個(gè)系統(tǒng)的精度就有如此高,還有其它的精度也要考慮,如鏡頭的分辨率,系統(tǒng)的抖動(dòng),光源的波長(zhǎng)(顏色),物體本身的特征等等。但是相機(jī)像素精度一定要高于系統(tǒng)所要求的精度,才能有實(shí)際的測(cè)量意義,亞像素的精度提升在實(shí)際測(cè)量中并沒(méi)有太多影響。根據(jù)奈奎斯特定理,需要相機(jī)分辨率達(dá)到系統(tǒng)精度的2倍以上。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們需要把計(jì)算的相機(jī)分辨率乘以3-5,得到我們實(shí)際的需求分辨率。

第二步,選擇傳感器類(lèi)型;

如果拍攝目標(biāo)是靜態(tài)的,為了節(jié)約成本,可考慮使用CMCS相機(jī),而如果目標(biāo)是運(yùn)動(dòng)的,則優(yōu)先考慮CCD相機(jī)。

第三步,選擇傳感器尺寸;

通常傳感器的尺寸與所選擇的像素是對(duì)應(yīng)的,30W通常是1/3’,130W-500W1/2’,有些500W也有2/3’的。有些30W的也有1/4’的。如果是同等價(jià)位,那么我們優(yōu)先選擇傳感器尺寸大的。

第四步,選擇相機(jī)鏡頭接口;

一般的相機(jī)都是C/CS接口的,需要注意與鏡頭的對(duì)應(yīng)。如果有其它接口的鏡頭,也要考慮相機(jī)的接口。

第五步,選擇相機(jī)幀率;

相機(jī)采集和傳輸圖像的速度,對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec),對(duì)于線(xiàn)陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)(HZ),最大的幀率決定了相機(jī)的拍攝時(shí)間。

第六步,選擇相機(jī)顏色;

一般在需要使用彩色信息判定失效模型好壞時(shí)才會(huì)選用彩色相機(jī),否則選用黑白相機(jī)。

 

二、鏡頭

1、選型流程

image.png 

2、選擇步驟

開(kāi)始,確定是否需要遠(yuǎn)心鏡頭;

下面幾種情況需使用遠(yuǎn)心鏡頭:

?當(dāng)被檢測(cè)物體厚度較大,需要檢測(cè)不止一個(gè)平面時(shí),典型應(yīng)用如食品盒,飲料瓶等;

?當(dāng)被測(cè)物體的擺放位置不確定,可能跟鏡頭成一定角度時(shí);

?當(dāng)被測(cè)物體在被檢測(cè)過(guò)程中上下跳動(dòng),如生產(chǎn)線(xiàn)上下震動(dòng)導(dǎo)致工作距離發(fā)生變化時(shí);

?當(dāng)被測(cè)物體帶孔徑、或是三維立體物體時(shí);

?當(dāng)需要低畸變率、圖像效果亮度幾乎完全一致時(shí);

?當(dāng)需要檢測(cè)的缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測(cè)到時(shí);

?當(dāng)需要超過(guò)檢測(cè)精度時(shí),如容許誤差為1um時(shí)。

第二步,確定同一工作距離下是否需要改變放大倍率;

當(dāng)需要改變放大倍率時(shí),選擇變倍鏡頭;當(dāng)不需要改變放大倍率時(shí),選擇定焦鏡頭。

第三步,確定放大倍率;

第四步,計(jì)算焦距;

第五步,確定工業(yè)相機(jī)鏡頭接口、CCD尺寸(靶面尺寸)和分辨率;

鏡頭接口與相機(jī)接口匹配或通過(guò)外加轉(zhuǎn)換口匹配即可:鏡頭可支持的大CCD尺寸應(yīng)大于等于選配相機(jī)CCD芯片尺寸

第六步,確定景深;

有些檢測(cè)或測(cè)量中必須將工業(yè)相機(jī)成一定角度且要求整個(gè)物體成像清晰;被測(cè)目標(biāo)不在同一個(gè)平面上,這就需要考慮鏡頭的景深


三、光源

現(xiàn)階段光源主要靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定型號(hào)!下面介紹常用的幾種光源的應(yīng)用場(chǎng)景和選擇要領(lǐng)。

常用光源有:環(huán)形光源、條形光源、背光光源、同軸光源、球積分光源

1、環(huán)形光源

環(huán)光應(yīng)用場(chǎng)景:

表面碰傷、劃傷等缺陷檢測(cè);印刷字符、標(biāo)志、條碼、指紋、圖文識(shí)別等

環(huán)光選型要領(lǐng):

?了解光源安裝距離,過(guò)濾掉某些角度光源;例如要求光源安裝尺寸高,就可以過(guò)濾掉大角度光源,選擇用小角度光源,同樣,安裝高度越高,要求光源的直徑越大;

?目標(biāo)面積小,且主要特性在表面中間,可選擇小尺寸0角度或小角度光源;

?目標(biāo)需要表現(xiàn)的特征如果在邊緣,可選擇90度角環(huán)光,或大尺寸高角度環(huán)形光;

?檢測(cè)表面劃傷,可選擇90度角環(huán)光,盡量選擇波長(zhǎng)短的光源;

2、條形光源

條光應(yīng)用場(chǎng)景:

金屬表面檢查;圖像掃描;表面裂縫檢測(cè);LCD面板檢查等。

條光選型要領(lǐng):

?條光照射寬度大于檢測(cè)的距離,否則可能會(huì)照射距離遠(yuǎn)造成亮度差,或者是距離近而幅射面積不夠;

?條光長(zhǎng)度能夠照明所需打亮的位置即可,無(wú)須太長(zhǎng)造成安裝不便,同時(shí)也增加成本,一般情況下,光源的安裝高度會(huì)影響到所選用條光的長(zhǎng)度,高度越高,光源長(zhǎng)度要求越長(zhǎng),否則圖像兩側(cè)亮度傳經(jīng)比中間暗;

?如果照明目標(biāo)是高反光物體,加上漫射板,如果是黑色等暗色不反光產(chǎn)品,也可以拆掉漫射板以提高亮度;

3、背光光源

背光源應(yīng)用場(chǎng)景:

高速度、短曝光場(chǎng)合下的輪廓測(cè)量;機(jī)械零件尺寸測(cè)量;電子元件、IC的外形檢測(cè)等。

背光源選型要領(lǐng):

?選擇背光源時(shí),根據(jù)物體的大小選擇合適大小的背光源,以免增加成本造成浪費(fèi);

?背光源四周一條由于的外殼遮擋,因此其亮度會(huì)低于中間部位,因此,選擇背光源時(shí),盡量不要使目標(biāo)正好位于背光源邊緣;

?背光源一般在檢測(cè)輪廓時(shí),可以盡量使用波長(zhǎng)短的光源,波長(zhǎng)短的光源其衍射性弱,圖像邊緣不容易產(chǎn)生重影,對(duì)比度更高;

?背光源與目標(biāo)之間的距離可以通過(guò)調(diào)整來(lái)達(dá)到好的效果,并非離得越近效果越好,也非越遠(yuǎn)越好;

?檢測(cè)液位可以將背光源側(cè)立使用;

?圓軸類(lèi)的產(chǎn)品,螺旋狀的產(chǎn)品盡量使用平行背光源;

4、同軸光光源

同軸光應(yīng)用場(chǎng)景:

反光件表面凹坑、損傷、缺陷;印刷電路板各種字符、圖案;Mark點(diǎn)定位;玻璃表面、尺寸;各類(lèi)二維碼等。

同軸光選型要領(lǐng):

?選擇同軸光時(shí)主要看其發(fā)光面積,根據(jù)目標(biāo)的大小來(lái)選擇合適發(fā)光面積的同軸光;

?同軸光的發(fā)光面積比目標(biāo)尺寸大1.5~2倍左右,因?yàn)橥S光的光路設(shè)計(jì)是讓光路通過(guò)一片45度半反半透鏡改變,光源靠近燈板的地方會(huì)比遠(yuǎn)離燈板的亮度高,因此,盡量選擇大一點(diǎn)的發(fā)光面避免光線(xiàn)左右不均勻;

?同軸光在安裝時(shí)盡量不要離目標(biāo)太高,越高,要求選用的同軸光越大,才能保證才均勻性;

5、球積分光源

球積分應(yīng)用場(chǎng)景:

曲面、表面、凹凸、弧形表面檢測(cè);金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)等。

球積分選型要領(lǐng):

?選擇球積分光源時(shí)主要是為了使光源發(fā)出的光線(xiàn)均勻分布在整個(gè)圖像上,消除放光;

 

四、硬件選型目的:

選擇合適硬件的目的就是為了得到一張合適的圖片,判斷一張圖片是否合適的標(biāo)準(zhǔn)主要是以下幾點(diǎn):

1、視覺(jué)系統(tǒng)精度高

?視覺(jué)系統(tǒng)精度=單方向視野范圍大小/相機(jī)單方向分辨率

?視覺(jué)精度決定于相機(jī)分辨率及視野

?視野大小合適

?相機(jī)分辨率相同視野越小系統(tǒng)精度越高

?視野相同相機(jī)分辨率越高系統(tǒng)精度越高

2、清晰成像

?確定圖象中所要檢測(cè)的部分處于清晰的焦距之內(nèi)

?當(dāng)圖象中檢測(cè)部分不處于同一焦平面時(shí),需要考慮鏡頭的景深

3、對(duì)比度高,特征真實(shí)

?對(duì)比度明顯,目標(biāo)與背景的邊界清晰;

?對(duì)于視覺(jué)軟件處理,好的圖像是目標(biāo)區(qū)域黑白分明

4、均勻性好

?背景盡量淡化而且均勻,不干擾圖像處理;

?避免過(guò)曝造成的真實(shí)邊被吃掉

?避免受到環(huán)境光的影響

5、顏色真實(shí)

?與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí),亮度適中,不過(guò)度曝光

6、圖像穩(wěn)定

?圖像穩(wěn)定,能夠兼容多種物料變化

?物料再視野中位置發(fā)生變動(dòng)時(shí),目標(biāo)特征邊穩(wěn)定,不會(huì)改變

 

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