manual para controlar sensores opticos, modelos keyence. Aprenda em 10 minutos, guia de A a Z para sistemas de visão.

1. Tipo de fonte de luz
Principais tipos de iluminação
Para efetuar uma inspeção estável através do processamento de imagens, é importante selecionar uma
fonte de luz apropriada. A cor, difusão, geração de calor e saída da luz variam conforme o tipo de fonte de
luz. É necessário selecionar uma iluminação apropriada conforme as peças, necessidades de inspeção e
ambiente.
Exemplos de luzes utilizadas incluem LED, lâmpadas fluorescentes, lâmpadas halógenas, lâmpadas de
Xenon e lâmpadas de hidreto metálico.
Luz de LED
A iluminação de LED é mais conhecida por sua eficiência energética. As luzes de LED
são amplamente utilizadas para a inspeção por visão devido às suas muitas vantagens,
que incluem: uma ampla variedade de comprimentos de onda (cores), iluminação
uniforme, boas características de comutação (velocidade de resposta rápida), vida útil
longa e formato compacto.
Lâmpada
fluorescente
Lâmpada halógena
Lâmpada de Xenon
Lâmpada de hidreto
metálico
Convencionalmente, lâmpadas fluorescentes têm sido amplamente utilizadas porque
duram mais que lâmpadas incandescentes. As cores luminescentes incluem branco,
luz do dia e lâmpada fluorescente de 3 comprimentos de onda que se assemelha à luz
natural.
O princípio de emissão da luz é o mesmo das lâmpadas incandescentes, porém,
as lâmpadas halógenas são mais brilhantes e duram mais que as lâmpadas
incandescentes. Lâmpadas halógenas frequentemente são utilizadas em lâmpadas de
faróis automotivos.
As lâmpadas de Xenon são lâmpadas de descarga elétrica que emitem luz semelhante
à luz natural. As lâmpadas de Xenon são mais brilhantes, consomem menos energia e
duram mais que as lâmpadas incandescentes.
As lâmpadas de hidreto metálico têm vantagens de alto brilho e longa vida útil. Essas
lâmpadas são utilizadas para iluminações de rodovias e túneis.
Conhecimento básico da iluminação
Iluminação
(fotografia)
Aprenda em 10 minutos!
Guiade“AaZ”parasistemasdevisão
A automação da inspeção visual tem avançado ano a ano devido às maiores demandas por qualidade dos usuários, bem como
aos custos crescentes de mão de obra. Este documento resume os conhecimentos necessários para que se leve em conta
a automatização de processos de inspeção visual. No Vol. 3, apresentamos informações sobre os conhecimentos básicos de
iluminação, inspeção dimensional e o mecanismo dos filtros de pré-processamento.
Não é muito
tarde para
perguntar!
Vol.3
1

2. Linha de iluminações
Podemos ver um objeto porque captamos a luz refletida do objeto. O ângulo no qual a luz atinge a superfície de um
objeto é denominado ângulo de incidência, enquanto o ângulo no qual a luz é refletida da superfície é denominado
ângulo de reflexão. Segundo a lei da reflexão de luz, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
A condição da superfície afeta como a luz é refletida e pode variar muito conforme a peça. Por exemplo, a luz
incidente no objeto que apresenta uma superfície uniforme reflete aproximadamente na mesma direção. Essa
condição é denominada “reflexão espelhada”. Por outro lado, a luz se reflete em direções diferentes em um objeto
com pequenas irregularidades de superfície, como o papel. Essa condição é denominada “reflexão difusa”.
Antes de se processar imagens, é importante verificar a reflexão quando uma peça é iluminada para que se possa
realizar uma inspeção estável.
Luz especular
Ângulo de reflexão
Ângulo de incidência
Luz difusa
Luz incidente
Peça
Absorção
Reflexão de luz
Luz de anel direta
Luz de domo
Luz de baixo ângulo
Luz de anel multiângulo
Iluminação posterior
Luz em barra quadrada
Luz quadrada multiângulo
Luz coaxial
Luz de linha
Luz em barra
Iluminação de ponto
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3. Os filtros de imagem destacam o alvo ou removem ruídos alterando dados de pixels conforme o filtro. Quando
aplicados apropriadamente, permitem a inspeção estável.
Diversos tipos de filtros de imagem encontram-se disponíveis para pré-processar a imagem. Para utilizar o
pré-processamento com eficiência através de filtros de imagem, é importante conhecer o seu mecanismo básico.
Exemplo de inspeção dimensional utilizando a detecção de borda
Detecção de localizações de faces de
extremidade e rótulos
Medição do formato externo,
diâmetro interno e largura
Inspeção de diâmetro interno utilizando
Largura da borda
Detecção de um ângulo de rotação
utilizando áreas de circunferência e arco
Detectar localizações nas direções X e Y e medir a
localização do rótulo.
Medir várias dimensões de peças metálicas.
Exemplo: Detecção de borda defeituosa, medição de furos
e medição da largura de externa
Medir o diâmetro interno de O-ring em vários pontos utilizando
a função de borda e inspecionar os diâmetros mínimos e
máximos, bem como a coordenada do centro.
Capturar mudança de tonalidade no interior da área da
circunferência do círculo e medir o ângulo de rotação.
Ângulo de 28
A inspeção dimensional é uma forma de tomar várias medidas de uma peça. É possível medir
dimensões com alta precisão com base nos dados fotografados utilizando uma câmera de CCD.
Além do comprimento de uma peça, é possível medir ângulos e o raio de um círculo.
A medição utilizando a detecção de bordas é amplamente usada na inspeção dimensional.
Esse método é utilizado para determinar dimensões precisas visualizando uma peça de forma
bidimensional e detectar as bordas através do processamento de imagem.
A borda pode ser determinada detectando a mudança de contraste entre as áreas claras e escuras
no interior da imagem.
O que é
inspeção
dimensional?
Medição
através da
detecção de
borda
Inspeção dimensional
Inspeção
dimensional
Fundamentos
do
pré-processamento
Mecanismo dos filtros de imagem
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4. Filtros de imagem
Áreas a serem filtradas
Exemplo de filtro
Conforme mencionado acima, há tipos diferentes de filtros para diferentes finalidades.
Selecione um filtro ideal para o uso pretendido.
Imagem original Após a expansão Após a compressão
Uma imagem pode ser borrada para tornar
o ruído menos perceptível.
Este filtro desfocaliza mais uma
imagem.
Filtro de
Atenuação
Filtro de
Média
móvel
Filtro de
Média
ponderada
Filtro
mediano
Esse filtro é eficiente para tornar o
ruído menos perceptível sem borrar
excessivamente uma imagem.
Esse filtro também é útil para
eliminar ruído.
[Filtro de imagem 3 × 3]
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
Pixel
[Exemplo de uma filtragem de 3 × 3 pixels]
Expansão
O pixel central é substituído
pelo valor máximo de “9”.
Compressão
O pixel central é substituído
pelo valor mínimo de “0”.
Em filtros de imagem, os pixels são calculados dentro de uma área horizontal e
vertical definida no formato de “3 × 3”, “5 × 5” e “9 × 9”, onde os dados dos pixels
são alterados. Por exemplo, “3 × 3” significa filtrar utilizando valores de densidade de
a cada três pixels nas linhas horizontais e verticais.
Coeficientes de filtro são os dados de pixels que determinam
como funciona um filtro. Filtros são aplicados e fazem alterações
através da execução de um algoritmo que utiliza esses
coeficientes.
Por exemplo, o brilho do pixel central de 3 × 3 é substituído pelo
valor máximo no filtro de expansão utilizado para eliminar ruídos.
No filtro de compressão, o brilho do pixel central de 3 × 3 é
substituído pelo valor mínimo.
Isso permite eliminar ruídos da imagem original ou que se
enfatize uma determinada parte como abaixo.
Coeficiente de filtro
Quando é efetuado o pré-processamento através da filtragem da imagem original, demora para processar se o
tamanho da imagem for grande. Assim, especifique apenas a área ao redor do ponto de inspeção necessário.
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As informações contidas nesta publicação são baseadas em pesquisa/avaliação interna da KEYENCE no momento do lançamento e estão sujeitas a alterações sem aviso prévio.
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Hub de
comutação
Computador pessoal
Saída de display
de imagem SCGA
Sistema de visão
da Série XG
CLPs de várias
empresas
Display touch screen
EtherNet/IP™
PROFINET
EtherNet TCP/IP
1000BASE-T
Exemplos de interfaces de controle
Fundamentos
de
comunicação
e
controle
Fundamentos
de
manutenção
Após inspecionar as imagens é necessário enviar para outros dispositivos o resultado da inspeção,
gerenciar e tratar os dados que pode variar conforme o equipamento.
A interface de controle é um mecanismo que controla a entrada e saída (E/S) de dados (sinais), é útil para
controlar a conversão da tensão de cada dispositivo e ajustar a temporização dos sinais.
A interface de controle inclui interface paralela, interface serial e interfaces analógicas.
Recentemente, têm aumentado os casos de uso de protocolos de uso geral.
Algumas das interfaces são RS-232C, SCSI, Centronics, Ethernet, IEEE1394 e USB.
O que é
interface de
E/S?
Principais
interfaces de
E/S
Interface de controle
A inspeção envolve transferir a imagem de uma câmera para um dispositivo de processamento de imagens, então a
imagem é processada e os dados finalmente transmitidos. Esses dados são enviados através de uma interface de controle.
Deve-se observar que as lentes da câmera podem ficar sujas ou apresentar
falhas após um longo período de uso.
Sujeira e arranhões na lente podem ser prevenidos através da instalação de
um filtro protetor na lente.
Verifique periodicamente o filtro de proteção em busca de sujeira e arranhões.
Inspeção contínua estável
Para efetuar uma inspeção precisa e estável, é necessário levar em conta as condições dos dispositivos de
processamento de imagem, inclusive a câmera e o ambiente do local.
Também é importante instalar dispositivos do ponto de vista de reduzir as horas-homem de manutenção.
Filtro de proteção de lente