五金轴尺寸机器视觉测量软硬件方案--康耐德智能

检测内容：

五金轴尺寸机器视觉测量

检测要求：

精度±0.015mm，速度180~240个/分钟

视觉可行性分析：

对样品进行了光学实验，并进行图像处理，原则上可以使用机器视觉系统进行测试测量。

结果：

对所有样品进行分析，可以在不同的光照与位置下测量出轴的的尺寸。

使用的LED光源、工业相机、工业镜头等硬件的具体信息，请参看下面的内容。

测试条件：

产品测试时，视场留有一定的包容空间，但这不意味着在视场内就一定能得到非常准确的测量数据。原则上需要机器视觉系统机台有较精密的定位与固定装置。

使用硬件：

LED光源：CSR-24-ICOb             1个

光源控制器：CSR-24T2-SPV       1个

工业相机：AVT Guppy F-146B   1个

相机电缆：3米1394A线               1条

图像采集卡：1394A卡                 1块

工业镜头：VS-5014H                 1个

光学延长管：20mm                   1个

安装条件：

具体与设备厂商研究运动机构

光源工作距离：-100mm，光源发光表面到目标表面的距离

相机工作距离：120~140mm，指相机镜头表面到目标表面的距离

视场：13*10mm~16*12mm

最优化方案：

在这里，我们将告诉您，为什么选择这样的硬件，选择这些硬件的有什么好处。

LED光源  CSR-24-ICOb

细小的轴检测需要使用比较平行的光源系统，以避免将轴侧面其它部分照亮，因此一般意义上的背光源（面光）将不太适合，所以所以我们选择平行性相对较好的同轴光，以达到高精度尺寸测量的目的。

光源控制器 CSR-24T2-SPV

光源需要相应的供电设备，一般工业使用模拟控制器或数字控制器就足够了，这里我们使用康耐德的频闪控制器进行供电。频闪控制器可以在10μs~999μs内使光源发出远高于正常亮度几倍的光通量，这样可以使相机在低于频闪的曝光时间内曝光正常，从而图像明亮，无拖影，对测量精度的影响非常小。而如果相机的曝光时间太长，而目标运动太快，将严重的拖影，会严重影响测量精度。例如我们每秒钟检测3个，每个产品大概为5mm，间距也设为5mm，则运动机构每秒钟需要走30mm，即30μm/ms。如果曝光时间为10ms，则在这曝光的10ms内，物体要走300μm的距离，这对于我们测量要求的±15μm的测量误差是完全不可以实现的。所以我们需要将曝光时间调整到μs级这个级别上，如果是100μs，则物体走过3μm，那样物体运动所引起的测量误差才会降低到系统所能接受的范围。

工业相机 AVT Guppy F-146B

F-146B是一款140万像素的工业CCD相机，使用1394A接口，在一台计算机上同时使用多台相机采集；它的速度为17FPS,对于我们要求的每分钟180~240个（3~4个每秒）检测任务完全胜任。此款相机的分辨率为1392*1040，我们拍摄的视场是13*10mm，则我们系统的像素分辨率为13mm/1392pixel=0.0093mm/pixel，经过我们实验，同一产品在视场中的不同位置出现如左右、前后、上下倾斜，或在视场中不同位置平移，会有3个像素的变化，即同一产品的重复测量精度为3pixel*0.0093mm/pixel=0.0279mm，在我们要求的±0.015mm范围内。而相机分辨率0.093mm/pixel，完全已经达到要求的±0.015mm范围。

工业镜头 VST-5014H

VST-5014H是一款大光圈的定焦百万像素镜头，对于测量尺寸成像非常好，较低的边缘枕型或桶型畸变，而且它是百万像素的镜头，与相机完全匹配。方便的对焦调节，对机台的要求不会太苛刻。

测试结果画面

根据实际产品成像效果，可以看出测试各个尺寸（总长、大、中、小直径）非常容易，而且可以容易产品有一定的位置变化空间。