Was ist ein optisches Kontrollgerät?
Optische Kontrollgeräte sind Geräte, die das Aussehen und die Abmessungen von Objekten anhand von Bildern prüfen, die von Kameras und Sensoren aufgenommen werden.
Optische Kontrollgeräte werden als Alternative zur Sichtprüfung durch Inspektoren eingesetzt. Die Sichtprüfung dient der Erhaltung und Gewährleistung der Qualität von Teilen und Produkten. Optische Kontrollgeräte sind wichtig, um Abweichungen in der Prüfgenauigkeit aufgrund von individuellen Unterschieden und Ermüdung zu vermeiden.
Anwendungen von optischen Kontrollgeräten
Optische Kontrollgeräte werden an Produktionslinien in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungen sind die folgenden:
- Inspektion von Teilen und anderen Komponenten in Fabriken auf Kratzer, Schmutz und fehlende Teile.
- Überprüfung der Über- oder Unterzählung von Produkten und zu verpackenden Teilen.
- Prüfung der Abmessungen und Größenunterschiede von Produkten und Bauteilen
- Überprüfung der Farbe von Produkten und Bauteilen
Die Einführung von optischen Kontrollgeräten verhindert menschliche Fehler, gewährleistet einen stabilen 24-Stunden-Betrieb und erhöht die Prüfgeschwindigkeit.
Funktionsweise der optischen Kontrollgeräte
Optische Kontrollgeräte bestehen aus einem Bildeingabesystem, das aus einer Kamera oder einem Sensor und einer Beleuchtung besteht, und einer Bildverarbeitungseinheit. Das Prinzip der optischen Kontrollgeräte besteht darin, dass die Bildverarbeitungseinheit auf der Grundlage der von der Kamera aufgenommenen Bilder Informationen wie z. B. Merkmalsgrößen extrahiert, die dann mit den registrierten Informationen über gute Produkte verglichen werden, um festzustellen, ob das Produkt akzeptabel ist oder nicht.
Die Funktionen des Bildeingabesystems und des Bildprozessors sind wie folgt:
1. Bildeingabesystem
Das Bildeingabesystem besteht aus einer Beleuchtung, einer Kamera und einem Objektiv. Das Bildeingabesystem muss installiert und gesteuert werden, indem die am besten geeignete Ausrüstung (z. B. Flächen- oder Zeilenkamera, indirekte oder direkte Beleuchtung) entsprechend dem Objekt, den Transportbedingungen des Objekts und dem Zweck der Inspektion (Größe der Fehler, Grad der Verunreinigung usw.) ausgewählt wird.
2. Bildverarbeitungsgeräte
Die Bildverarbeitungsanlage verarbeitet die vom Bildeingabesystem erhaltenen Bilder, z. B. durch Bildtransformation, Bildverformung und Merkmalsextraktion. Das optische Kontrollgerät registriert die Kriterien (Zahlenwerte, Merkmalswertbereiche und grafische Muster) für die Beurteilung guter Produkte vorab im Bildverarbeitungssystem und vergleicht sie mit den vom Bildeingabesystem erhaltenen Merkmalswerten, um eine Pass/Fail-Entscheidung zu treffen.
Auswahl eines optischen Kontrollgeräts
Optische Kontrollgeräte werden je nach dem zu prüfenden Objekt, den Spezifikationen der Förderstrecke und dem Zweck der Prüfung ausgewählt, und das Bildeingabesystem und der Bildprozessor werden entsprechend ausgewählt. Bei der Auswahl von optischen Kontrollgeräten ist es notwendig, die Effekte der Produktivitätssteigerung und der Personalentlastung gegen die entstehenden Kosten abzuwägen, damit eine Wirtschaftlichkeit erreicht werden kann.
Folgende Punkte sollten bei der Auswahl von optischen Kontrollgeräten berücksichtigt werden.
1. Bildeingabesystem
Beleuchtung
Eine gleichmäßige und gleichmäßig helle Beleuchtung macht die Bildprüfung stabil. Die Art der Lichtquelle, der Filter, die Art der Beleuchtung und die Anzahl der Einheiten müssen so gewählt werden, dass die zu prüfenden Objekte hervorgehoben werden können.
Verwenden Sie zum Beispiel eine Beleuchtung mit positiver Reflexion, wenn Sie unebene Metalloberflächen abbilden, oder eine Beleuchtung mit diffuser Reflexion, wenn Lichthöfe auftreten können.
Kamera
Je nach dem zu prüfenden Objekt können Sie zwischen Farbkameras, Monochromkameras, Hochgeschwindigkeitskameras, Zeilenkameras, Kontaktbildsensorkameras usw. wählen. Farbkameras werden eingesetzt, wenn die Farbe eines Produkts oder einer Komponente geprüft werden soll.
Farbkameras sind im Allgemeinen teurer als Monochromkameras. Wenn die Farbe des zu prüfenden Objekts einfach ist, können eine Monochromkamera und ein Farbfilter eine stabile Prüfung ermöglichen. Bei der Auswahl einer Kamera darf man nicht nur an eine Farbkamera für die Prüfung von Farben denken, sondern muss auch Monochromkameras und die geringeren Kosten für Beleuchtungseinrichtungen in Betracht ziehen.
Hochgeschwindigkeitskameras werden eingesetzt, wenn sich das zu prüfende Objekt mit hoher Geschwindigkeit bewegt, was bei normalen Kameras zu Unschärfen führt. Wenn eine Hochgeschwindigkeitskamera verwendet wird, muss die Beleuchtung im Allgemeinen hell sein.
Zeilenkameras und Kontaktbildsensorkameras werden eingesetzt, wenn es sich bei dem Prüfobjekt um ein Blatt oder um ein kreisförmiges oder zylindrisches rotierendes Objekt handelt. Kontaktbildsensorkameras kombinieren ein Objektiv mit festem Brennpunkt mit einer Beleuchtung und sind effektiv, wenn der Abstand zwischen dem zu prüfenden Objekt und der Kamera stabil ist.
Objektiv
Die Wahl des Objektivs hängt von der Brennweite und der Objekttiefe ab. Für die Bildprüfung muss das Sichtfeld so eingestellt werden, dass das Prüfobjekt mit der erforderlichen Genauigkeit erfasst werden kann.
Die Brennweite ist dabei ein wichtiger Faktor. Die Brennweite ist der Abstand vom Objektiv zum Bildsensor der Kamera. Die Brennweite wird bestimmt durch die Größe des Inspektionsobjekts (Sichtfeld), den Abstand zwischen Objektiv und Inspektionsobjekt und die Größe des Bildsensors.
Die Schärfentiefe ist der Bereich, in dem das fokussierte Prüfobjekt scharf bleibt, auch wenn es sich von der Kamera entfernt oder ihr nähert. Je größer die Schärfentiefe, desto schärfer ist das Bild, auch wenn sich der Abstand zwischen dem zu prüfenden Objekt und der Kamera ändert.
In Produktionslinien gibt es Einschränkungen, z. B. muss die Kamera so installiert werden, dass sie andere Geräte nicht behindert. Die in optischen Kontrollgeräten verwendeten Objektive müssen so gewählt werden, dass sie eine Brennweite und Schärfentiefe bieten, die den für die Prüfung erforderlichen Abbildungsbedingungen entsprechen. Objektive mit kurzer Brennweite führen zu Verzerrungen im Bild, so dass zu prüfen ist, ob dies die Prüfgenauigkeit beeinträchtigt.
2. Bildverarbeitungsgeräte
Die Auswahl der Bildverarbeitungsgeräte sollte auf der Grundlage der für die Prüfung erforderlichen Genauigkeit (z. B. Größe der Fehler, Grad der Unregelmäßigkeit, Längenfehler, Erkennungsrate von Zeichen und Strichcodes) und der Geschwindigkeit (z. B. ob die Prüfung innerhalb der in der Produktionslinie zulässigen Zeit oder schneller als mit der derzeitigen Prüfgeschwindigkeit durchgeführt werden kann) erfolgen.