线扫检测:采用组合接触式图像传感器进行宽范围线扫描
两个接触式线扫图像传感器与图像采集卡组合使用,实现了更宽幅面的物体表面质量检测。
当需要以极高分辨率来检测移动的大型平面物体(如纸张、层压板、塑料薄膜、织物、铝箔、玻璃、钢铁乃至PCB)的表面时,通常会用到线扫图像传感器。使用线扫图像传感器搭建检测系统,需要一些独特的技术,因为与面扫描采集相反,线扫应用需要紧密结合传感器的采集速率(即线速率)和物体的运动。
Euresys公司CEO Marc Damhaut说:“与传统的线扫相机相比,三菱电机提供的接触式图像传感器(CIS)优势明显。”它们可以安装得非常靠近待测物体,在物体周围空间局促的情况下,它们是完美的解决方案。它们提供了待检测表面的远心视图,没有失真,也没有照明不均的问题。因此,它们呈现的1:1图像是对表面的准确呈现。此外,接触式图像传感器是完整的解决方案,它将传感器、照明和光学器件集成在同一个可以预先校准的设备中。这就可以获得不失真的真实图像,为正确的图像分析奠定基础。
Euresys在线扫应用方面经验丰富。Euresys的Camera Link和CoaXPress采集卡,提供了控制线扫图像传感器(包括接触式图像传感器)所需要的一切功能。Euresys采集卡搭载专门用于连接正交运动编码器的通用I/O线,配备各类电气接口和可编程噪声滤波器。此外,利用Euresys采集卡中的Rate Divider和Rate Converter等工具,可以精细控制物体运动和传感器线速率之间的同步,从而实现像素长宽比。
在应用案例中,三菱电机和Euresys合作,成功突破了大型物体表面检测的极限。该案例中,同时使用两个Camera Link接触式图像传感器来检测更宽的表面。
这些传感器交错安装,并对所选的重叠进行管理,确保在整个视场宽度进行连续检测。每个传感器都与两个Euresys Grablink Full XR采集卡相连。这四个Euresys采集卡能够将图像拼接在一起,同时对重叠部分进行控制,以便在主机内存中生成一张图像供检测使用。这个过程通过DMA(直接存储器访问)完成,无需加载主机CPU。
Grablink Full XR图像采集卡克服的另一个限制因素,是相机和主机之间的距离。在这种大型生产设备上,检测头离主机几米远是常有的事。在这样的情况下,利用Grablink Full XR的ECCO+(Camera Link延长线操作)功能,可以通过所需长度的电缆进行可靠传输,远超Camera Link标准规定的电缆长度。
这种布设的另一好处是,Grablink Full XR能够在过程中速度变化多端的情况下,保持同步运行。本案例中出现了两个数量级的变化,发生在过程启停时或其他不寻常的过程引起吞吐量变化时。由于它的精度很高,并与CIS进行确定性交互,用户的过程信号行经GPIO线时,Euresys解决方案可以轻松处理这些变化。
高效的图像采集加上三菱电机与工厂自动化设施的交互能力,使得客户可以轻松优化过程。由于无缝集成多相机输出,CIS的大小不再是单次检测表面大小的限制因素。解决方案集成商/机器制造商也对这种灵活性赞赏有加,他们希望能够根据客户的具体要求灵活调整解决方案。三菱电机欧洲CIS总监Martin Messy说:“对于Euresys在联合项目中高度专业和面向客户的合作,我们深表感谢。
Marc Damhaut总结道:“Euresys的首要任务是与市场相关合作方(相机制造商、机器制造商、集成商、用户等)开展密切合作,从而提供符合机器视觉行业具体要求的先进软硬件。”