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视觉系统入门讲座基恩士国际贸易(上海)视觉系统事业部具有代表性的视觉系统的应用视觉系统具有可将工件进行拍摄，进行处理的。因此它广泛地用于可取代目视检测与确认自动检测中。感光元件CCDChargeCoupledDevice（电荷结合素子）CCD是由像素（Pixel）所构成的为什么像素？拍摄！KEYENCE123456・・X像素数123456・・Y像素数★31万像素CCD＝640（X方向）×480（Y方向）★200万像素CCD＝1600（X方向）×1200（Y方向）★500万像素CCD＝2432（X方向）×2050（Y方向）图像处理的方法所有的像素均具有0～255灰度的浓淡数据★二值化…将图像分为白和黑的「0･1」代表性的图像处理二值化灰度图像二值化图像处理的4个步骤何谓高性能图像处理１．拍摄：能够拍取到合焦点且对比度良好的图像２．传送：能够将数据原封不动的快速发送至控制器３．预处理：能够将数据加工至最适于进行计量处理的图像主要处理：能够以高精度/高速的方式进行符合检测目的的处理４．输出：能够与所有控制装置相对应的通讯方式预处理CCD图像处理计算判断・输出面积检测(面积)模型搜索(图像)边缘模式(位置)现场使用示意图1.图像拍摄2.图像处理3.输入输出信号控制4.显示处理CCD控制器视觉系统ＰＬＣ计算机,工控机显示器OK指示灯喇叭机械手设备运转图像处理时间视觉系统的种类及其各自的特点■基于计算机的视觉系统分别购买CCD与图像处理板卡与PC连接使用。自由度较高，但需要专业知识。■配套型视觉系统生产厂家将专用控制器与CCD成套进行销售。虽然在软件/硬件方面使用起来比较方便,但与基于PC的视觉系统相比其自由度受到限制。基于计算机视觉系统的基本构成计算机CCD130行4000字符开发人员需要3小时完成・需要相关的专业知识・其他人的编程理解起来比较麻烦・何处出现问题难以发现基于计算机视觉系统中程序的构造使用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ做出模形搜索程序基于计算机的视觉系统的问题点需要编程的结构耗费很多工时在安装实际装置之前无法进行计算检测的验证仅仅将CCD的数据进行读取的设定方面就非常繁琐控制板与计算机的兼容性问题死机或HDD故障等在可靠性方面存在的问题长期供货无法得到保证基于计算机的视觉系统单机式视觉系统的基本构成控制・通讯显示视觉系统专用的控制器与CCD配套使用。在控制器中已经进行了控制・通讯、视觉输出等的预设，具有立刻就能够使用的特点。单机式视觉系统的特点基于ＰＣ的流程设定画面单机式视觉系统的流程设定画面与基于ＰＣ型不同，它具有可进行直观操作的用户界面、不需要编程语言的专业知识、可立即使用的特点。检测的模式，所以有可能无法对应所需的处理。因为是专用的CCD其可变化性较低用户界面的可定制性较低与控制装置的兼容性较低单机式视觉系统单机式视觉系统的问题点KEYENCECV系列开发的概念＝最终能够使以往问题点得到解决的单机式视觉系统●配置有行业内最多的19种检测模式、18种预处理滤波器等丰富的工具●可对应使用于行业内最多的16种CCD、从500万像素到超小型。能够对应各种用途●可进行5画面显示、以及对检测值进行定制显示等的灵活性高的用户界面●可选择I/O、RS-232C、以太网、CC-Link、PLCLink功能等丰富的通讯/控制方式。CV系列的特点Text-DATA输出最大2万data记录图像最大1,023张SD卡用的话最大15,314张更改公差统计分析功能-1可看到现在的生产状况CV系列的特点记录图像最大1,023张SD卡使用时15,314张Click!判断值(上限/下限)统计分析功能-2CV系列的特点安装时注意点1.有没有外来光2.有没有振动3.有没有空间4.产品的位置是否偏移5.CCD和照明可以微调6.显示器的安装位置安装时注意点使用视觉系统马上要解决问题!!怎么办？MailSupportSystem明白，这样更改就可以了！在KEYENCE哦，有回复！！试一下吧！保存新设定！！OK，已经解决问题了！有问题啊…，对的！设定发给KEYENCE！！使用视觉系统CV系列CV系列KEYENCE关于镜头镜头的种类★CCTV镜头･･･适合用于一般的应用★微距镜头･･･适合用于视野范围在3mm以下的高倍率应用。★远心镜头･･･适合用于精密尺寸的检测等。＜同轴落射方式＞CCTV镜头微距镜头远心镜头镜头的选定在选定之前★决定最适合的「拍摄范围」★决定最适合的「工作距离（WD)」※工作距离：镜头～工件面之间的距离型号：CA-LH50时一般情况下在镜头型号上所附带的数字表示的是「对焦距离」在CCD上聚光的点（焦点）与镜头的中心点（主点）之间的距离＜视野图＞视野图Ｑ．视野为30mm、工作距离为200mm左右的镜头是哪种？Ａ．CA-LH25（焦距25mm的镜头）＋1.5mm的连接环连接环的厚度镜头型号CV-035MCCD型号连接环拍摄对准焦距的图像且可使景深加深的方法①当光圈越小则景深也就会变得越深。→即使是同一镜头缩小光圈后，照明相对较亮的情况下能够对准焦点。②对焦距离越短的镜头其景深也就越深。③与对象物体之间的距离越远、则景深也就越深。→当使用连接环或微距镜头时景深就会变浅。关于远心镜头★远心镜头＝主射线与光轴平行、被测物光线角度为0°的镜头即使是出现工件的上下浮动或焦距偏移的情况下，工件尺寸的变动较小几乎不会出现检测尺寸误差。适合用于高精度尺寸检测・定位应用。补充：何谓失真（镜头失真）？无失真拍摄画面的中心部分与周围部分出现的图像变化比率※一般情况下对焦距离越短的镜头则越大关于照明★LED：照射形状・大小・颜色种类丰富转换特性良好★荧光灯：可实现大型化（大范围照射）、较为便宜使用10kHz以上的高频型式★卤素灯：高辉度、光纤传导、冷光照明★金属卤化物灯：与卤素灯相比更接近太阳光虽然耗电量低但价格高★氙灯：与卤素灯相比辉度高、用于闪光灯，价格较高LED型荧光灯型卤素灯型光源的种类＜各种光源的寿命时间＞照射方法的基础正反射：同轴落射照射方式将平面发光的扩散光线通过半反射镜进行反射后照射到与CCD光轴相同的轴上有利于着重提取凹凸・平行度等的变化情况构造扩散反射：小角度(环形)照射方式从较小角度对工件表面・边缘进行照射对于从上方的直接照明时因为光线扩散而识别困难的边缘或表面的凹凸，可通过从斜侧方照射以拍摄到阴影的对比度构造无法识别圆周部位的瑕疵如果是单纯的反射光则边缘部的瑕疵部分呈现出白色而变得很明显如果是小角度照明对于成型时发生的圆周部位的瑕疵或表面伤痕以及厚度不均等情况，即使是因相同颜色造成的对比度较小、目测时难以发现的瑕疵也可以进行判别。橡胶密封圈的瑕疵检测扩散反射：小角度(条形)照射方式使光泽面可以得到均匀的照射光通过适合于检出对象角度的照射，最大限度地获取正反射面・扩散反射面的对比度构造色差小而且因光泽而产生照明光斑単純な反射光では可确认到对比度很清楚的边缘バー照明なら进行薄的透明玻璃以及树脂薄膜的宽度检测。透明薄膜的宽度检测不仅色差小而且因光泽还会产生照射光斑可确认到金和银的色差，抑制了光斑如果是棒状照明如果是单纯的反射光端子电镀不良的检测。通过颜色处理可将黑白模式下难以识别的银色与电镀部的金色进行判别。端子电镀不良的检测透过：背光照射方式将平面照明从工件背后进行照射、进行工件背影宽度等尺寸检测时，使用背光照射方式可得到稳定的检测。构造圆顶型(无影)照射方式通过半球内壁对光进行的扩散反射可对工件的全周进行均匀的照射，接近工件的使用方式可得到无影效果構造拍摄技巧(颜色)补色・同色系的关系Ｑ．可稳定地检测出线体传送带（绿色）上的红色糖果的照明色是什么颜色？※使用黑白CCD的情况下青→緑反射（白）蓝→红吸收（黒）拍摄技巧(波长)波长与CCD灵敏度的关系散乱率・透光率最适于人类眼睛的灵敏度＝CCD灵敏度特性（500nm附近）融合检测条件和照明调整。对应每个品种，照明的明亮度自动更新。品种A亮度127如果一样的明亮度的话・・・品种B亮度80设定编号预调整照明亮度调整每个设定可以记录最多8个模式使用复数照明检测的新想法多功能发光模式例子2)转换暗/明视野例子1)转换照明方向每个设定可以记录最多8个模式使用复数照明检测的新想法多功能发光模式有关彩色CCD彩色处理的效果黑白CCD处理标准＝明亮度（亮度）彩色CCD处理标准＝色相（色调）＝饱和度（鲜艳度）＝明亮度（亮度）•用全彩色处理检测很难的时候，颜色处理来能够提高对比度。•Keyence可以提案领先的彩色处理。A.C.EⅡ(颜色处理器)HSV方式颜色抽出处理新颜色抽取引擎★二值化…将图像分为白与黑的「0･1」彩色二值化彩色二值化（将绿色蓝色设定为黑色、其他均为白色）1677万种颜色金・银镀金位置检测未处理图像灰度处理（黑白CCD）彩色浓淡处理（彩色CCD）彩色浓淡处理将色相、饱和度、明亮度的１６７７万种颜色数据进行处理！彩色浓淡处理关于检测模式检测模式【外观检测相关内容】瑕疵Trendedge缺陷斑点面积检测明亮检测颜色检测【位置检测相关内容】模式搜索ShapeTrax２边缘位置Trendedge模式斑点【尺寸检测相关内容】边缘宽度边缘间距边缘角度配对边缘TrendEdge宽度【文字识别】OCROKNGNG公差：设定为800像素通过二值化的面积检测计算出窗口内二值化（提取）的像素数量＝面积→有无检测・品种判别・异物检测等以往的二值化瑕疵检测关于明亮度的变化由于明亮度变化而产生误动作、调整起来非常麻烦・・・检出ＯＫ误检异物明亮度外观检测方法①瑕疵检测模式关于明亮度的变化因明亮度变化而产生误动作、调整起来非常麻烦・・・检出ＯＫ检出OK异物明亮度瑕疵检测的原理计测开始扫描X方向NG瑕疵检测的原理KEYENCE的瑕疵检测被评为行业ＮＯ.1的理由可将瑕疵作为一个群体进行捕捉从而能够进行综合的判断。例如：即使各个瑕疵在规格范围以内，但总量如果在规格范围之外则需要将其判断为ＮＧ。在瑕疵个数为３个以上时，需要将其判定为ＮＧ。要输出各个瑕疵的数据（大小、坐标）的应用。瑕疵检测的原理KEYENCE的瑕疵检测被评为行业ＮＯ.1的理由■将检出的瑕疵的状态、程度、范围以三维数据进行体现。将瑕疵状态根据其程度通过颜色进行体现（红→黄→绿→蓝）通过二维数据可对瑕疵的大小、分布情况进行确认。真正想要知道的并不是检测的结果，而是误检的原因以及无法检出时的原因。瑕疵检测的原理外观检测方法②Trendedge缺陷模式・只要将其框出就可以确切检出缺陷/毛边特征・最多可检出5000点的高精度检测・可视化异常点的显示，帮助调整圆、椭圆、矩形以及自由曲线。无论是哪种轮廓的检测对象都可切实地检出其所具有的缺陷。即使是非常少的几个像素的缺陷也决不会放过。这是最佳的轮廓缺陷检测工具。毛边部分的检测缺陷部分检测椭圆轮廓上的瑕疵扩大画面晶圆上沟槽/瑕疵检出只检出沟槽部液晶基板端面的缺损自由曲线轮廓的瑕疵Trendedge缺陷的原理即使工件表面有光斑以及散乱的阴影也可进行动态的补正，而只抽取想要检出的缺陷。不仅仅是将二值化数值进行动态的变更，而是原封不动地将灰度图像进行图像的变换。外观检测方法③实时浓淡补正想要检出阴影中的异物2,数据化处理---检测损伤---何谓实时浓淡补正・・・从阴影中只提取暗的缺陷实时浓淡补正事例②从阴影中只提取瑕疵从阴影中提取瑕疵或打痕只想提取打痕时---只想提取瑕疵时---何谓实时浓淡补正・・・从阴影中只提取暗的瑕疵从阴影中只提取亮的瑕疵实时浓淡补正事例③从阴影中周期性地提取标记何谓实时浓淡补正・・・从阴影中只提取标记缩小滤波相同倍率【原理】通过算法将瑕疵保留但将背景的阴影去除将输入图像进行缩小（缩小程度可根据提取的尺寸任意定义）对缩小的图像进行处理将缩小的图像以相同倍率复元至原来尺寸实时浓淡补正滤波器的原理①做出推算的背景图像【原理】通过算法将瑕疵保留但将背景的阴影去除通过输入图像对推算的背景图像进行差分处理。实时浓淡补正滤波器的原理输入图像推算背景图像差分图像②从输入图像中去除推算的背景图像【原理】通过算