根据目的选择镜头和照明
导入视觉系统前需要确认的主要项目
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- 选择检测所需的设备
- 选择符合检测规格的设备。
- 相机/控制器/光源/镜头/显示器
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- 检测判断
- 利用实际工件和实机进行试验。
- OK、NG品的限度样本/检测效率/
确认Must、Want/品种数
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- 选择安装方法、安装地点
- 研究具体的安装地点。
- 移动中/停止中/周围环境/环境光/振动等
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- 实现自动化的控制方法
- 确认对视觉系统的输入输出控制。
- 拍摄时间点/判定结果输出/PLC控制/数据输出
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- 现场测试
- 根据需要，在实际生产线上进行验证。
- 设定微调/统计分析/输入输出控制确认
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- 操作方法解说
- 说明基本设定方法。
- 公差设定/敏感度调整/检测设定变更/品种注册
目前，视觉系统中主要使用的是LED光源。要根据检测内容，选择最合适的光源，需要3个工序。
- 确定照射照明的方向
- 确定光源类型及形状
- 确定光源的颜色（波长）
典型的光源形状（LED照明）
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同轴落射方式
CA-DX -
低角度方式
CA-DL -
环形方式（直接照射）
CA-DR -
背光方式
CA-DS -
圆顶方式
CA-DD -
条型方式
CA-DB
选择检测所需的设备【照明/镜头选择篇】
【光源选择1】确定照射照明的方向（镜面反射/漫反射/透过）
光线基础知识
入射光（褐色箭头）接触到工件表面后，前进方向大致分为4 种。
- 以相同角度反射的镜面反射光
- 在表面扩散的漫反射光
- 笔直穿过工件的透过光
- 在表面扩散且透过表面的扩散透过光
假设入射光为100，则镜面反射光的比例为镜面反射率，除此以外的反射光比例是漫反射率，镜面反射和漫反射的总和是全反射率。
视觉系统中使用的照明方向，大致可分为3个类型。
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- 镜面反射型
- 该照明方式是由镜头接收目标物的镜面反射光，适用于测量玻璃印刷电路板表面等容易引起反射的工件
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- 漫反射型
- 该照明方式是排除目标物的镜面反射光，由镜头接收整体均匀的光，适用于穿过透明胶带进行检测等需要忽略容易引起反射的工件时
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- 透过型
- 该照明方式是由目标物背后照射照明，以透过光检测轮廓，适用于测量无纺布等光容易穿过的工件
(1)镜面反射型案例
检测玻璃印刷电路板的缺陷
(2)漫反射型
检测隔着薄膜的芯片刻印
(3)透过型
检测无纺布的异物
光源选择 POINT 1
根据工件的材质、形状和检测用途进行判断，确定照明的照射方向。从镜面反射、漫反射、透过3种类型中进行选择。
【光源选择2】确定光源类型及形状
在确定照射方向后，根据检测内容、背景以及周围环境，选择光源的种类（型号）。按照如下方式，对各照射方向的供选光源进行选择。
| 各照射方向的典型光源类型 | |||
|---|---|---|---|
| 镜面反射 | 同轴落射光源 | 环形光源 | 条型光源 |
| 漫反射 | 低角度光源 | 环形光源 | 条型光源 |
| 透过 | 面光源 | 环形光源 | - |
【光源选择3】确定光源的颜色（波长）
最后，根据工件和背景确定光源的颜色。使用彩色相机时，通常选择白色，但在使用黑白相机时，下列知识点更为重要。
补色
在色相环中相对的颜色、就是彼此的补色。
照射补色光时，将呈现近乎黑色的颜色。
波长
波长不同的光线、会呈现出不同的颜色。
根据波长不同，存在易透过薄膜等物体（波长较长的红色）、易在瑕疵等凹凸部分发生扩散（波长较短的蓝色）等各种特性。
![[ 不可见光 : 紫外光 ][ 可见光不 : 紫 380 / 蓝 430 / 蓝绿 480 / 青绿 490 / 绿 500 / 黄绿 560 / 黄 580 / 橙 595 / 红 650 ][ 不可见光 : 红外光 780 ]（单位：nm）](/Images/ss_visionbasics_primer2_img06_2_2027523.jpg)
光源选择 POINT 2
选择光源不用随便尝试，按照以下步骤可高效进行选择。
- 确定镜面反射、漫反射或透过
- 确定光源形状（型号）/大小
- 确定光源的颜色（波长）
【镜头选择1】焦距和视野的求法
“焦距”，是镜头的规格项目之一。工厂自动化用镜头的典型焦距规格，有8 mm/16 mm/25 mm/50 mm等。根据需要拍摄的目标物所需的视野及焦距，可以求出对焦位置＝WD（工作距离）。
WD和视野的大小，是由镜头的焦距和CCD的尺寸决定的，超出无需连接环的最小WD时，WD的估算值，可以用以下比例式表示。
WD：视角＝焦距：CCD尺寸
例1:焦距16 mm的镜头、CCD尺寸3.6 mm的情况下,如果要将视野设为45 mm,则WD 为200 mm。
【镜头选择2】加深景深（对焦高度范围）的方法
- 焦距越短的镜头，景深范围越大。
- 到目标物的距离越远，景深范围越大。
→使用连接环或微距镜头时，景深会变浅，必须加以注意。 - 光圈缩的越小，景深范围越大。
→即使是相同镜头，缩小光圈并用明亮的光源照射，比较容易对焦。
拍摄如下图所示斜面贴有表示高度的标尺的目标物时，对开启光圈与缩小光圈的情况进行比较。
【镜头选择3】镜头性能造成的对比度差异介绍
下面的图像为使用基恩士制造的高分辨率镜头“CA-LH16” 和标准镜头“CV-L16” 拍摄同一目标物时的图像。图像的差异，就是镜头材质和结构的差异。根据用途选择高分辨率镜头时，可获得更高对比度的图像。
| 使用镜头 | CA-LH16/CV-L16 |
|---|---|
| 检测目标物 | 复印纸 |
| 视野 | 60 mm/污点尺寸：约0.3 mm |
镜头选择 POINT 1
请按照如下顺序，进行镜头的选择。
- 根据拍摄尺寸和可安装的距离，确定焦距
- 根据工件形状，考虑必要的景深
- 根据检测精度，选择高分辨率镜头或标准镜头
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