Автоматизация контроля размеров и формы изделий позволяет снизить количество брака, повысить производительность труда, уменьшить расход сырья и затраты на логистические услуги.
Контроль геометрических параметров, наверное, самый востребованный процесс на промышленных предприятиях. Системы технического зрения позволяют в автоматическом режиме и бесконтактно измерять и контролировать различные объекты практически на любой скорости.
К сожалению, не существует универсальной системы технического зрения, оборудования и алгоритмов для контроля разных типов изделий. Системы технического зрения на основе видеоаналитики и нейросетей хорошо работают с изображениями с хорошим контрастом и наличием характерных особенностей. Напротив, объекты с отверстиями, краями, ступеньками углами, зонами резкого изменения коэффициента отражения поверхности плохо контролируются лазерными 3D-сканерами, т.к. отраженный зондирующий луч прибора сильно искажается, что приводит к большим погрешностям.
Поэтому перед выбором способа измерения и контроля необходимо тщательно проанализировать объект измерения.
На точность системы технического зрения оказывают влияние систематические и случайные погрешности измерения. Систематические погрешности убираются разработчиками ПО для конкретного вида изделия с помощью математической обработки. Таким образом, точность можно поднять в разы. На это стоит уделить особое внимание.
- контроль контуров и краев объекта – поиск отклонений контура, границ и краев объекта на изображении.
- измерение геометрических параметров – контроль геометрических размеров изделий, линейных размеров (длина, высота, толщина), параллельности, соосности, округлости, углов, сравнение с эталоном и проверка допусков.
- инспекция сложной формы – сравнение 3D-скана с эталонной CAD-моделью, определение отверстий, ступенек, углов и прочее.
Контроль контуров и краев объекта
Контроль контуров и краев объекта является одним из эффективных методов определения геометрии объектов. Как правило, применяют два метода видеоаналитики – на основе отражения света и на основе задней подсветки («теневой» метод). При этом теневой метод почти всегда точнее, однако во многих задачах он не применим из-за невозможности расположить подсветку за измеряемым объектом. Контуры и края объекта можно получать с очень большой точностью – лучше 1 мкм за счет применения телецентрической оптики, благодаря которой избегаются дифракционные эффекты на краях, нет эффекта «перспективы» и на сенсор не попадают косые лучи (только параллельно идущие оптической оси телецентрического объектива).
Измерение геометрических параметров
Контроль геометрических размеров изделий, линейных размеров (длина, высота, толщина), параллельности, соосности, округлости, углов, сравнение с эталоном и проверка допусков с помощью видеоаналитики и 3D-сканеров. Для сложных объектов применяют, как правило, мультисенсорную технологию; для краев, ступенек, отверстий, щелей – видеоаналитику с задней и передней подсветкой; для линейных размеров и плавных форм – лазерные сканеры с подсветкой типа «точка» и «линия».
Инспекция сложной формы
Изделия, имеющие сложную форму, целесообразно оцифровывать в виде трехмерного облака точек, получаемого с высокой точностью и разрешением. Если требуются сканы с разных ракурсов, то алгоритм сшивает все в единую модель. С помощью специальных алгоритмов вычислительной геометрии производится наложение полученного облака точек с эталонной CAD-моделью. Алгоритм может распознать различные части детали для более точной обработки. После этого алгоритм вычисляет отклонения от допусков в режиме реального времени. Деталь, которая не проходит проверку, удаляется с конвейера.
