双偏振光源在机器视觉中的应用

科技   2024-06-21 14:58   泰国  
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一、引言

传统工业检测利用人眼对产品外观进行观察并根据对良品/次品的检测标准,来区分产品的好坏。而自动化行业则利用机器视觉成像,并对图像进行软件处理分析,利用PLC控制Robot对产品进行剔除筛选。在利用自动化技术对产品进行检测时,图像成为整个检测过程中最为关键的一步,而为了使机器视觉所抓取到的图像清晰可辨,光源就显得很重要了。


在成像过程中,为了得到一副均匀性好,对比度高的图片,在视觉成像时,我们会用机器视觉光源进行打光,以便得到便于软件处理的图片。选用合适的光源,一般情况下都能得到一副好的图像,但有时由于产品的特殊材质或特殊的结构而很难得到一副好的图像。



例如光源照在光滑的包装袋上,光滑的包装袋表面在一定角度下反射形成的眩光在成像中是有害的,使我们看不到清晰图像。能够滤除反光的滤镜叫做偏振镜。传统消除反光的做法是在光源上加偏振片,然后把偏振镜装到镜头的前端,仔细旋转偏振镜,使得有害眩光减至最小甚至消失,这样就能拍摄出没有眩光的照片了。传统的方式有个不便之处是镜头有很多规格尺寸,如果偏振镜与镜头规格不匹配,则安装不上造成使用不便,购买过多的偏振镜也导致成本增加并难以管理。


创视自动化基于市场需求,针对此类的检测难题,研发设计了一款双偏振光源。这款光源是在现有的环形光源基础上加偏振片和偏振镜,不再需要在镜头上加偏振镜就可以达到偏光效果。


二、原理及特点

偏振现象,镜面反射不改变光的偏振方向,漫反射则会改变光的偏振方向。此光源将偏振片与光源漫射板做成一体,通过螺丝固定,因此不需考虑偏振片不粘会掉的问题。在光源中间加装了调节装置固定偏振镜,因此旋转中间的偏振镜便可实现偏光效果,偏光后可将装置侧面的机密螺丝固定,便可锁紧偏振镜不再晃动。



三、应用案例

五金件胶水检测

检测五金件上透明胶水的有无,若使用常规光源,光路大部分会因为光透射的原因造成无法观察到胶水,而双偏振光源能消除金属表面的镜面反射光,保留因胶水凹凸不平造成的漫反射光,从而能看到胶水被打白的效果。



IC字符检测

检测IC类电子产品表面的字符,传统的检测方案是利用低角度光检测,但是这样一来,样品表面的镜面反射光也会对成像造成干扰。但是使用双偏振光源就可以忽略这种干扰,利用偏振消除产品背景的镜面反射光,保留字符的漫射光,从而提高字符的对比度。



载带产品字符检测

检测载带类产品,若使用常规光源,光路大部分会因为光照到薄膜上而形成反光无法观察到里面的产品,而双偏振光源能消除薄膜上的反光,保留能透过薄膜的漫反射光,从而能清晰看到里面的产品及表面字符。



充电头针脚检测

检测充电头针脚是否歪斜,若使用常规光源,光路少部分会照到针脚顶端而形成反光无法捕捉到针脚的真实位置,而双偏振光源能消除针尖上的反光,从而能清晰看到针脚的位置。



药丸外观检测

检测药丸的颜色及药丸是否破损,若使用常规光源,因包装材料和药丸都是光滑的圆弧结构导致反光,对图像处理造成干扰,而双偏振光源能消除产品上面的反光,从而能清晰看到药丸,轻易得能检测出颜色及破损情况。



文章来源:创视自动化



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