影響自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定性因素有哪些？
作者 : 思普泰克智能制造發(fā)布時間 : 2019-12-31 瀏覽 : 203 次
影響自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定性因素有哪些，大家都知道機械設備在使用過程會受到各種因素影響，有外在的因素、有人為的因素甚至有環(huán)境的因素影響。下面“思普泰克智能制造”跟大家講
自動化尺寸檢測設備采用工業(yè)相機仿人類眼睛視覺，使用專用振動盤自動上料機構(gòu)，將具體的檢測物圖像進行收集、計算、判斷，自動化尺寸檢測設備多用于螺絲、橡膠圈、手機配件、塑膠等行業(yè)。
大家都知道機械設備在使用過程會受到各種因素影響，有外在的因素、有人為的因素甚至有環(huán)境的因素影響。下面“思普泰克智能制造”跟大家講講影響自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定的因素有哪些。
1、軟件穩(wěn)定性
檢測軟件穩(wěn)定性對自動化尺寸檢測設備的影響毋庸置疑，視覺系統(tǒng)最終會在計算機上利用軟件采用有針對性的算法進行圖像濾波，邊緣檢測和邊緣提取等一系列圖像處理，不同的圖像處理和分析手段以及不同的檢測方法與計算公式，都會帶來不同的誤差，算法優(yōu)劣決定測量精度的高低。
2、光源對成像穩(wěn)定性的影響
光源具有放大圖像的特征與缺陷、削弱混亂及背景的作用，直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量，由于沒有通用的照明設備，光源的設計一直是自動化尺寸檢測設備的難點，通常不僅需要針對每個特定的應用實例來選擇光源類型，還要根據(jù)具體環(huán)境對光源安裝、光源的照射方式進行斟酌，以達到最佳效果。不同類型的光源穩(wěn)定性存在差異，常見的可見光光源有LED光源、鹵素燈、日光燈和鈉光燈等，可見光最大的缺點是不能持續(xù)穩(wěn)定的輸出光能，如日光燈，在使用的第一個100小時內(nèi)，光能會下降15%左右，隨著使用時間的增加，光能輸出持續(xù)下降。除可見光外，在高檢測任務的場景下，也常采用X射線和超聲波等不可見光作為光源，可以持續(xù)穩(wěn)定的輸出光能，但不利于檢測系統(tǒng)的操作，且價格昂貴。光源的不均勻性也會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，不同方向的發(fā)光強度存在差別也會引起噪聲。可見光中LED光源的穩(wěn)定性和壽命相對于鹵素燈、日光燈等要好，響應時間短，可自由選擇顏色，運行成本也低，得到了廣泛的應用。光源的照射方式可分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光照明和頻閃照明，其設計要點是以突出圖像特征為準則。
3、工業(yè)相機對成像穩(wěn)定性的影響
對視覺系統(tǒng)設計者來說，工業(yè)相機的選擇主要考慮其傳感器類型、分辨率和幀率，其中傳感器分CCD與CMOS兩種，CMOS圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴重，成像噪聲高，CCD傳感器相機相對于CMOS相機具有靈敏度高、噪聲低和響應速度快的特點，在穩(wěn)定性方面，CCD相機的抗沖擊與震動性也較強，一般來說，CCD傳感器相機在成像質(zhì)量上和穩(wěn)定性方面要優(yōu)于CCD相機。
影響相機成像質(zhì)量的另一重要因素就是相機的鏡頭，鏡頭除了需要根據(jù)具體工作狀況選擇合適的焦距、景深和光圈等參數(shù)外，一個影響系統(tǒng)檢測精度的重要因素就是圖像的幾何畸變誤差，它是光學透鏡固有的透視失真，受到制作工藝的影響，無法消除，只能彌補，雖然現(xiàn)在許多工業(yè)相機通過各種方法彌補鏡頭畸變產(chǎn)生的誤差，但在高精度的檢測領域，幾何畸變?nèi)匀粫z測精度產(chǎn)生影響。
4、機械結(jié)構(gòu)定位影響
除成像系統(tǒng)硬件外，相機與物體之間的相對位置關系也會對圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如相機或工件的機械支撐結(jié)構(gòu)如果存在震動，會影響檢測精度，且這也是一個難以排查的問題。在動態(tài)下檢測工件，需要考慮運動模糊對圖像精度的影響(模糊像素 = 物體運動速度*相機曝光時間)。 另外，CCD相機與被測零件之間在理性狀況下應為相機鏡頭光軸垂直于零件所在平面，但實際使用中，由于安裝誤差或相機、工件制造誤差等原因不能保證光軸與被測平面完全垂直，存在一定角度偏差，同樣對測量精度產(chǎn)生影響。
5、環(huán)境因素影響
自動化尺寸檢測設備的測量環(huán)境包括溫度、光照、電源變化、灰塵、濕度以及電磁干擾等，好的環(huán)境是自動化尺寸檢測設備正常運行的保障。外界光照會影響照射在被測物體上的總光強，增加圖像數(shù)據(jù)輸出的噪聲，電源電壓的變化也會導致光源不穩(wěn)，產(chǎn)生隨時間變化的噪聲。溫度變化也會對相機的性能產(chǎn)生影響，相機在出廠時都會標志正常工作的溫度范圍，過熱或過冷都會影響相機的正常工作。電磁干擾是工業(yè)檢測現(xiàn)場不可避免的干擾因素，它對工業(yè)相機電路、數(shù)據(jù)信號傳輸電路等弱電電路的影響尤為嚴重，合格的自動化尺寸檢測設備會在出廠時經(jīng)嚴格的抗干擾測試，極大的降低了外界電磁干擾對硬件電路的影響。
以上幾個因素是造成自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定的主要因素，也是思普泰克智能制造今天分享的內(nèi)容，思普泰克智能制造是一家高新技術企業(yè)，主要從事機器視覺技術和圖像技術研發(fā)制造。2013年榮獲“國家高新技術企業(yè)”，2014年在上海成立軟件研發(fā)，主要針對3D機器視覺系統(tǒng)，3D建模應用軟件研發(fā)。
大家都知道機械設備在使用過程會受到各種因素影響，有外在的因素、有人為的因素甚至有環(huán)境的因素影響。下面“思普泰克智能制造”跟大家講講影響自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定的因素有哪些。
1、軟件穩(wěn)定性
檢測軟件穩(wěn)定性對自動化尺寸檢測設備的影響毋庸置疑，視覺系統(tǒng)最終會在計算機上利用軟件采用有針對性的算法進行圖像濾波，邊緣檢測和邊緣提取等一系列圖像處理，不同的圖像處理和分析手段以及不同的檢測方法與計算公式，都會帶來不同的誤差，算法優(yōu)劣決定測量精度的高低。
2、光源對成像穩(wěn)定性的影響
光源具有放大圖像的特征與缺陷、削弱混亂及背景的作用，直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量，由于沒有通用的照明設備，光源的設計一直是自動化尺寸檢測設備的難點，通常不僅需要針對每個特定的應用實例來選擇光源類型，還要根據(jù)具體環(huán)境對光源安裝、光源的照射方式進行斟酌，以達到最佳效果。不同類型的光源穩(wěn)定性存在差異，常見的可見光光源有LED光源、鹵素燈、日光燈和鈉光燈等，可見光最大的缺點是不能持續(xù)穩(wěn)定的輸出光能，如日光燈，在使用的第一個100小時內(nèi)，光能會下降15%左右，隨著使用時間的增加，光能輸出持續(xù)下降。除可見光外，在高檢測任務的場景下，也常采用X射線和超聲波等不可見光作為光源，可以持續(xù)穩(wěn)定的輸出光能，但不利于檢測系統(tǒng)的操作，且價格昂貴。光源的不均勻性也會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，不同方向的發(fā)光強度存在差別也會引起噪聲。可見光中LED光源的穩(wěn)定性和壽命相對于鹵素燈、日光燈等要好，響應時間短，可自由選擇顏色，運行成本也低，得到了廣泛的應用。光源的照射方式可分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光照明和頻閃照明，其設計要點是以突出圖像特征為準則。
對視覺系統(tǒng)設計者來說，工業(yè)相機的選擇主要考慮其傳感器類型、分辨率和幀率，其中傳感器分CCD與CMOS兩種，CMOS圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴重，成像噪聲高，CCD傳感器相機相對于CMOS相機具有靈敏度高、噪聲低和響應速度快的特點，在穩(wěn)定性方面，CCD相機的抗沖擊與震動性也較強，一般來說，CCD傳感器相機在成像質(zhì)量上和穩(wěn)定性方面要優(yōu)于CCD相機。
影響相機成像質(zhì)量的另一重要因素就是相機的鏡頭，鏡頭除了需要根據(jù)具體工作狀況選擇合適的焦距、景深和光圈等參數(shù)外，一個影響系統(tǒng)檢測精度的重要因素就是圖像的幾何畸變誤差，它是光學透鏡固有的透視失真，受到制作工藝的影響，無法消除，只能彌補，雖然現(xiàn)在許多工業(yè)相機通過各種方法彌補鏡頭畸變產(chǎn)生的誤差，但在高精度的檢測領域，幾何畸變?nèi)匀粫z測精度產(chǎn)生影響。
4、機械結(jié)構(gòu)定位影響
除成像系統(tǒng)硬件外，相機與物體之間的相對位置關系也會對圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如相機或工件的機械支撐結(jié)構(gòu)如果存在震動，會影響檢測精度，且這也是一個難以排查的問題。在動態(tài)下檢測工件，需要考慮運動模糊對圖像精度的影響(模糊像素 = 物體運動速度*相機曝光時間)。 另外，CCD相機與被測零件之間在理性狀況下應為相機鏡頭光軸垂直于零件所在平面，但實際使用中，由于安裝誤差或相機、工件制造誤差等原因不能保證光軸與被測平面完全垂直，存在一定角度偏差，同樣對測量精度產(chǎn)生影響。
自動化尺寸檢測設備的測量環(huán)境包括溫度、光照、電源變化、灰塵、濕度以及電磁干擾等，好的環(huán)境是自動化尺寸檢測設備正常運行的保障。外界光照會影響照射在被測物體上的總光強，增加圖像數(shù)據(jù)輸出的噪聲，電源電壓的變化也會導致光源不穩(wěn)，產(chǎn)生隨時間變化的噪聲。溫度變化也會對相機的性能產(chǎn)生影響，相機在出廠時都會標志正常工作的溫度范圍，過熱或過冷都會影響相機的正常工作。電磁干擾是工業(yè)檢測現(xiàn)場不可避免的干擾因素，它對工業(yè)相機電路、數(shù)據(jù)信號傳輸電路等弱電電路的影響尤為嚴重，合格的自動化尺寸檢測設備會在出廠時經(jīng)嚴格的抗干擾測試，極大的降低了外界電磁干擾對硬件電路的影響。
以上幾個因素是造成自動化尺寸檢測設備不穩(wěn)定的主要因素，也是思普泰克智能制造今天分享的內(nèi)容，思普泰克智能制造是一家高新技術企業(yè)，主要從事機器視覺技術和圖像技術研發(fā)制造。2013年榮獲“國家高新技術企業(yè)”，2014年在上海成立軟件研發(fā)，主要針對3D機器視覺系統(tǒng)，3D建模應用軟件研發(fā)。
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