Machine Vision-verlichting voor geautomatiseerde visuele inspectie
Geautomatiseerde visuele inspectie is afhankelijk van meer dan de camera en beeldverwerkingssoftware. De verlichting bepaalt welke defecten, randen, markeringen en oppervlaktevariaties zichtbaar zijn in het vastgelegde beeld.
De juiste machine vision-verlichting creëert gecontroleerd contrast tussen het geïnspecteerde kenmerk en de omgeving ervan. Afhankelijk van de Applicatie kan dit betekenen dat de belichtingshoek wordt gewijzigd, een andere verlichtingsgeometrie wordt geselecteerd of een specifieke golflengte zoals wit, blauw of infrarood wordt gebruikt.
Het verbeteren van het contrast met de juiste verlichtingsopstelling is vaak betrouwbaarder dan later te proberen een zwak kenmerk via beeldverwerking te herstellen.
Deze gids legt uit hoe u verlichting selecteert voor geautomatiseerde visuele inspectie, waaronder detectie van oppervlaktedefecten, inspectie van componenten, inspectie van gedrukte kenmerken en dimensionale meting.
Waarom is verlichting belangrijk bij geautomatiseerde visuele inspectie?
Verlichting is een van de belangrijkste factoren die bepalen of een geautomatiseerd visueel inspectiesysteem een kenmerk consistent kan detecteren.
Een camera kan alleen de informatie analyseren die in het beeld aanwezig is. Als een kras opgaat in het omringende oppervlak, een gedrukt teken onvoldoende contrast heeft of een reflecterend onderdeel sterke schittering veroorzaakt, kan beeldverwerking alleen het probleem mogelijk niet oplossen.
Machine vision-verlichting wordt gebruikt om te bepalen hoe het object voor de camera verschijnt. Afhankelijk van de opstelling kan hetzelfde onderdeel er onder verschillende belichtingsomstandigheden heel anders uitzien.
De juiste verlichting kan:
- het contrast tussen een defect en het omringende materiaal vergroten;
- krassen, randen of onregelmatigheden in het oppervlak benadrukken;
- ongewenste reflecties verminderen;
- een gelijkmatigere verlichting creëren;
- gedrukte kenmerken van de achtergrond scheiden;
- de consistentie tussen opgenomen beelden verbeteren.
Het doel is niet altijd om het meest natuurlijk ogende beeld te produceren. Het doel is om het inspectiekenmerk zo duidelijk en herhaalbaar mogelijk te maken.
Wat moet u nog meer overwegen bij het selecteren van Machine Vision-verlichting?
Het kiezen van het juiste verlichtingstype is slechts één onderdeel van de inspectieopstelling. Contrast, cameragevoeligheid, werkafstand en de fysieke installatie beïnvloeden eveneens de uiteindelijke beeldkwaliteit.
Belangrijke factoren om te overwegen zijn:
- Contrast: het geïnspecteerde kenmerk moet duidelijk te onderscheiden zijn van het omringende materiaal of de achtergrond.
- Cameragevoeligheid: de camerasensor moet voldoende respons hebben bij de geselecteerde golflengte.
- Werkafstand en stralingshoek: deze bepalen welk deel van het inspectiegebied wordt afgedekt en hoe geconcentreerd het licht is.
- Montagepositie en beschikbare ruimte: de mechanische lay-out bepaalt welke verlichtingsgeometrieën praktisch zijn.
Deze factoren moeten gezamenlijk worden geëvalueerd, in plaats van de verlichting als een geïsoleerd component te behandelen.
Welke defecten kan geautomatiseerde visuele inspectie detecteren?
Geautomatiseerde visuele inspectie kan worden gebruikt om zichtbare verschillen te identificeren tussen een verwachte producttoestand en het beeld dat is vastgelegd door een machine vision-camera.
Typische inspectietaken omvatten:
- krassen en oppervlakteschade;
- deuken en vervorming;
- verontreiniging;
- ontbrekende componenten;
- montagefouten;
- aanwezigheid of afwezigheid van producten;
- gedrukte tekens en markeringen;
- randen en dimensionale kenmerken;
- onjuiste positionering;
- oppervlakteonregelmatigheden.
De juiste verlichtingsmethode hangt af van wat zichtbaar moet worden.
Een vlak reflecterend oppervlak kan bijvoorbeeld een heel andere verlichtingsopstelling vereisen dan een groter object dat over een breed gezichtsveld wordt geïnspecteerd.
Hoe verbetert Machine Vision-verlichting de detectie van oppervlaktedefecten
Machine vision-verlichting verbetert de detectie van oppervlaktedefecten door een duidelijk beeldverschil te creëren tussen het normale oppervlak en het geïnspecteerde defect.
Krassen, deuken en textuurvariaties reflecteren licht anders dan een onbeschadigd oppervlak. Door de verlichtingshoek te wijzigen, kunnen deze kenmerken daarom gemakkelijker worden gedetecteerd.
Voor algemene oppervlakte-inspectie is een gerichte spot light een flexibel uitgangspunt.
De VA-SL-90x80-W witte industriële LED spot is geschikt voor applicaties zoals inspectie van oppervlaktedefecten, inspectie van gedrukte tekens, inspectie van PCB-componenten en objectherkenning.
De verwisselbare optieken van 30°, 60° en 90° maken het mogelijk de lichtbundel aan te passen aan verschillende werkafstanden en gezichtsvelden.
Bekijk VA-SL-90x80-W
De lichthoek aanpassen voor reflecterende oppervlakken
Reflecterende objecten vereisen een zorgvuldiger positionering, omdat directe reflecties delen van het beeld kunnen verzadigen en het inspectiekenmerk kunnen verbergen.
In deze gevallen kan de verlichtingshoek worden ingesteld zodat ongewenste reflecties van de camera af worden gericht.
Daarom moet verlichting waar mogelijk altijd worden geëvalueerd met het daadwerkelijke materiaal.
Welke lichtkleur is het beste voor Machine Vision-inspectie?
De beste lichtkleur voor machine vision-inspectie hangt af van het materiaal, het oppervlak, de cameragevoeligheid en het kenmerk dat moet worden gedetecteerd.
Wit licht is een praktisch uitgangspunt voor veel inspectietaken, maar een specifieke golflengte kan soms een sterker contrast creëren.
Witte verlichting voor algemene visuele inspectie
Witte machine vision-verlichting is geschikt wanneer zichtbaar contrast al voldoende onderscheid biedt tussen het kenmerk en het omliggende gebied.
Typische applicaties zijn onder meer:
- algemene oppervlakte-inspectie;
- aanwezigheid van componenten;
- assemblageverificatie;
- inspectie van gedrukte kenmerken;
- objectherkenning.
De witte VA-SL spot light biedt een flexibele optie wanneer de bundelhoek en werkafstand moeten worden aangepast aan de Applicatie.
Blauwe verlichting voor verhoogd contrast
Blauwe verlichting kan nuttig zijn wanneer kortere zichtbare golflengten een betere scheiding creëren tussen bepaalde materialen of oppervlaktekenmerken.
De VA-SL-90x80-B470 blauwe LED spot biedt een specifieke optie met blauw licht binnen hetzelfde spotlichtformaat.
De belangrijke vraag is niet simpelweg welke kleur het object heeft. De geselecteerde golflengte moet een sterker contrast creëren rond het geïnspecteerde kenmerk.
Bekijk VA-SL-90x80-B470
Infraroodverlichting voor moeilijke inspectietaken
Infraroodverlichting kan nuttig zijn wanneer zichtbaar licht onvoldoende onderscheid creëert tussen materialen of kenmerken.
De VA-SL infrarood spot light biedt een optie voor applicaties waarbij IR-verlichting de voorkeur heeft.
De camera en lens moeten ook de geselecteerde golflengte ondersteunen, dus verlichting, sensorgevoeligheid en optiek moeten samen worden geëvalueerd.
Bekijk VA-SL IR Spot Light
Hoe kiest u de beste golflengte voor defectdetectie?
De beste golflengte voor defectdetectie wordt bepaald door het daadwerkelijke object te testen en te vergelijken hoe het inspectiekenmerk onder verschillende verlichting verschijnt.
Materiaalgedrag is niet altijd duidelijk op basis van alleen het zichtbare uiterlijk. Een golflengte die voor het menselijk oog slechts beperkt contrast produceert, kan in het camerabeeld een veel duidelijker verschil creëren.
Bij de selectie van de golflengte moet ook rekening worden gehouden met de spectrale gevoeligheid van de camerasensor. Een golflengte kan sterk materiaalcontrast creëren, maar als de camera in dat bereik beperkt gevoelig is, kan het resulterende beeld nog steeds zwak of ruisachtig zijn.
Voor haalbaarheidstests maakt de VA-SL-90x80-MW Multi Wave Spot Light het mogelijk om verschillende golflengten te evalueren met één testlamp.
Afhankelijk van de versie zijn golflengten beschikbaar in UV-, zichtbaar-, NIR- en SWIR-bereiken.
Een praktisch proces voor golflengtetests:
Het doel is vast te stellen welke golflengte de meest betrouwbare scheiding creëert voordat productieverlichting wordt geselecteerd.
Bekijk VA-SL-90x80-MW
Multi-golflengteverlichting voor haalbaarheidstests in UV-, zichtbaar-, NIR- en SWIR-bereiken.
Wanneer moet u Ring-verlichting gebruiken voor Machine Vision-inspectie?
Ringverlichting is nuttig wanneer de inspectie verlichting rondom de kijkrichting van de camera vereist.
Omdat de leds rondom de imaging-as zijn gerangschikt, kan een ringlamp een gelijkmatigere verlichting bieden over compacte componenten.
De VA-RLVA-110-70-W diffuse ringlamp gebruikt witte verlichting met diffusie en is verkrijgbaar met een polarisator.
Typische applicaties zijn:
- inspectie van kleine componenten;
- inspectie van gedrukte kenmerken;
- oppervlakte-inspectie;
- positionering en herkenning;
- applicaties waarbij sterke eenzijdige schaduwen ongewenst zijn.
Bij reflecterende oppervlakken moeten de montagehoek en het reflectiegedrag nog steeds in aanmerking worden genomen.
Wanneer moet u coaxiale verlichting gebruiken voor oppervlakte-inspectie?
Coaxiale verlichting is nuttig voor het inspecteren van vlakke oppervlakken en kenmerken waarbij de verlichting de optische richting van de camera moet volgen.
In plaats van het object vanaf de zijkant te verlichten, brengt coaxiale verlichting licht langs de imaging-as.
De VA-SLC-8MM-W-24V-HP coaxiale LED spot is ontworpen voor gebruik met telecentrische lenzen met een coaxiale ingang van 8 mm.
Typische applicaties zijn:
- oppervlakte-inspectie;
- kenmerkherkenning;
- dimensionale meting;
- inspectie van vlakke componenten;
- telecentrische imaging-systemen.
Dit maakt coaxiale verlichting bijzonder relevant wanneer meting en inspectie in dezelfde imaging-opstelling worden uitgevoerd.
Wanneer moet u balkverlichting gebruiken voor geautomatiseerde inspectie?
Barverlichting is nuttig wanneer het inspectiegebied te groot is voor een compacte spot- of ringlamp.
Lange bar lights kunnen gecontroleerde verlichting bieden over transportbanden, grotere objecten en bredere machine vision-beeldvelden.
De VA-BLL-serie industriële bar lights met hoge helderheid is verkrijgbaar in lengtes van 500, 1000, 1500, 2000 en 2500 mm.
Typische applicaties zijn onder andere:
- inspectie van transportbanden;
- inspectie van pakketten en logistiek;
- tunnels voor het lezen van barcodes;
- objectdetectie;
- robotisch pick-and-place;
- inspectie van grote oppervlakken.
Inspectie van grote oppervlakken brengt aanvullende overwegingen voor verlichting met zich mee, daarom kan dit onderwerp afzonderlijk worden behandeld in een speciale gids voor machine vision-verlichting voor inspectie van transportbanden en grote oppervlakken.
Spot- vs Ring- vs Coaxiaal- vs Barverlichting
De juiste geometrie voor machine vision-verlichting hangt af van het object, het gezichtsveld en het kenmerk dat moet worden gedetecteerd.
| Inspectievereiste | Verlichtingsaanpak |
|---|---|
| Algemene oppervlakte-inspectie | Spot light |
| Grotere werkafstand | Spot light |
| Kleine componenten | Ring light |
| Verminderde gerichte schaduwen | Diffused ring light |
| Inspectie van vlakke oppervlakken | Coaxiaal light |
| Telecentrische meting | Coaxiaal light |
| Groot inspectiegebied | Bar light |
| Transportbandinspectie | Bar light |
| Golflengtetesten | Multi-wavelength spot |
Deze tabel moet als uitgangspunt worden gebruikt. Oppervlaktevorm, reflectiviteit, werkafstand en camerapositie kunnen allemaal van invloed zijn op de optimale opstelling.
Witte versus blauwe versus infrarode Machine Vision-verlichting
De keuze van de golflengte voegt een extra niveau van controle toe aan een geautomatiseerd inspectiesysteem.
| Golflengte | Typische rol |
|---|---|
| Wit | Algemene zichtbare inspectie |
| Blauw | Contrast verhogen voor geselecteerde zichtbare kenmerken |
| Infrarood | Contrast creëren buiten de normale zichtbare verschijning |
| Multi-golflengte | Verschillende golflengten vergelijken tijdens de ontwikkeling |
| UV / NIR / SWIR | Gespecialiseerde tests waarbij de materiaalrespons een ander spectraal bereik vereist |
De geselecteerde golflengte moet gebaseerd zijn op het resulterende camerabeeld, en niet alleen op de kleur van het object.
Hoe kiest u Machine Vision-verlichting voor geautomatiseerde visuele inspectie
De keuze van machine vision-verlichting voor geautomatiseerde visuele inspectie begint met de inspectievereiste en werkt terug naar de verlichtingsgeometrie en golflengte.
1. Definieer wat moet worden gedetecteerd
Wees specifiek over het inspectiedoel.
In plaats van de taak simpelweg te definiëren als “inspecteer het onderdeel”, bepaalt u of het systeem een kras, ontbrekend onderdeel, printfout, rand, maatkenmerk of oppervlaktevariatie moet detecteren.
2. Beoordeel het materiaal en oppervlak
Bepaal of het object mat, reflecterend, gestructureerd, vlak, gebogen of gemaakt van meerdere materialen is.
Het gedrag van het oppervlak heeft grote invloed op de vereiste verlichtingsrichting.
3. Bepaal het gezichtsveld
Het verlichte gebied moet overeenkomen met het gebied dat door de camera wordt vastgelegd.
Compacte inspectiegebieden kunnen geschikt zijn voor ring- of coaxiale verlichting, terwijl grotere gebieden spot- of staafverlichting kunnen vereisen.
4. Kies de verlichtingsgeometrie
Gebruik de inspectievereiste als uitgangspunt:
- Spot → flexibele gerichte verlichting
- Ring → gelijkmatigere verlichting rond de camera
- Coaxiaal → vlakke oppervlakken en precisie-imaging
- Bar → brede verlichting of verlichting van grote oppervlakken
5. Beoordeel de golflengte
Begin waar passend met wit licht en vergelijk andere golflengten als het inspectiekenmerk onvoldoende contrast oplevert.
Tests met meerdere golflengten kunnen helpen bepalen welk deel van het spectrum de duidelijkste scheiding biedt.
6. Controleer de compatibiliteit van Camera en Lens
Bevestig dat de camerasensor en Lens de geselecteerde golflengte effectief kunnen vastleggen. Sensorgevoeligheid en lens-transmissie kunnen aanzienlijk verschillen tussen zichtbare, infrarode en andere spectrale bereiken.
7. Test de volledige Imaging-opstelling
Verlichting moet worden getest samen met de beoogde camera, lens, werkafstand en daadwerkelijke monsters.
Het testen van zowel acceptabele als defecte monsters helpt te bevestigen of de opstelling onder realistische omstandigheden voldoende scheiding biedt.
Hulp nodig bij het selecteren van de juiste Machine Vision-verlichting?
Deel uw inspectievereisten met ons team, waaronder het object, defect of kenmerk, gezichtsveld en werkafstand.
Wij kunnen helpen bepalen welke verlichtingsgeometrie en golflengte het meest geschikt zijn voor uw Applicatie.
Bespreek uw ApplicatieMachine Vision-verlichting voor geautomatiseerde inspectie
Machine vision-verlichting moet worden geselecteerd op basis van het kenmerk dat zichtbaar moet worden in het beeld.
Spotlights bieden flexibele gerichte verlichting, ringverlichting ondersteunt compacte inspecties, coaxiale verlichting is nuttig voor toepassingen met vlakke oppervlakken en telecentrische applicaties, en balkverlichting breidt de verlichting uit over grotere gebieden.
De keuze van de golflengte kan het contrast verder verbeteren wanneer wit licht niet voldoende is.
Ontdek het volledige assortiment machine vision-verlichting voor industriële imaging en geautomatiseerde inspectieapplicaties.