Система технического зрения, которая работает нормально один час и дает сбой в следующий, вызывает разочарование, но причину обычно можно найти в небольшом списке мест. В этом руководстве по устранению неполадок в машинном зрении рассматриваются возможные причины в порядке их наиболее быстрого исключения: начиная с самого изображения, освещения, фокусировки, подачи деталей и заканчивая настройками контроля.
Основные выводы
- Большинство проблем машинного зрения сводится к небольшому набору причин: освещение, фокусировка и поле зрения, подача деталей, синхронизация срабатывания триггера и настройки контроля.
- Самый быстрый способ устранения неполадок — начать с изображения. Если изображение нестабильно, никакая тонкая настройка инструментов не сделает результат стабильным.
- Изменяйте по одной переменной за раз и фиксируйте изменения. Накопление корректировок делает невозможным определение того, какая именно сработала.
- Сохраненные изображения годных и бракованных деталей превращают устранение неполадок из догадок в факты, поскольку точные условия сбоя можно проанализировать постфактум.
- Интеллектуальная камера серии KEYENCE VS и контроллер серии VS-G оснащены функцией оптического зума ZoomTrax, базой данных изображений и функцией проверки настроек, что делает эти проверки быстрее и безопаснее.
Начинайте с симптома, а не с настроек
Когда система технического зрения начинает выдавать плохие результаты, возникает естественное желание открыть программу контроля и скорректировать пороги. Обычно это неверный первый шаг. Пороги — это последнее звено в цепи, которая начинается с освещения, оптики и положения детали. Если предыдущее звено изменилось, корректировка порогов лишь скрывает проблему на несколько смен.
Лучший подход — классифицировать проблему по одному из трех симптомов. Первый — ложный брак, при котором годные детали не проходят проверку. Второй — пропущенные дефекты, при которых бракованные детали проходят проверку. Третий — нестабильные результаты, при которых одна и та же деталь дает разные ответы. Каждый симптом указывает на свой набор возможных причин, и приведенные ниже шаги следуют порядку, в котором эти причины исключаются наиболее эффективно.
Шаг 1: Проверьте изображение в первую очередь
Откройте живое изображение на станции и сравните его с сохраненным изображением периода, когда контроль работал исправно. Ищите различия в яркости, контрастности, резкости и положении детали. Сравнение рядом друг с другом часто позволяет выявить причину в течение минуты.
Если два изображения выглядят по-разному, инструменты зрения не виноваты. Причина кроется в физической установке. Если изображения выглядят одинаково, но результаты отличаются, проблема, скорее всего, кроется в настройках контроля или в логике обработки результатов. Это единственное сравнение отделяет аппаратные проблемы от программных и экономит массу времени.
Шаг 2: Сначала проверьте освещение
Освещение — наиболее частая причина нестабильных результатов. Небольшие изменения угла, расстояния или интенсивности могут изменить внешний вид элемента. Источники света стареют и со временем теряют яркость, а сбитый кронштейн осветителя может больше не указывать в прежнюю точку.
Внешнее освещение — еще один частый виновник. Солнечный свет из проема ворот, потолочные светильники, меняющие режим работы в течение смены, или новый прибор поблизости могут исказить изображение. Проверки, которые проходят утром и не проходят днем, часто указывают на внешнее освещение. Защита станции с помощью простого кожуха или экрана — распространенное и простое решение.
Также подумайте, подходит ли метод освещения для данного элемента. Блестящие, изогнутые или текстурированные поверхности могут вызывать блики или тени, которые меняются при небольших смещениях детали. Другой угол освещения или рассеивания может сделать элемент более заметным, а результат — более стабильным.
Шаг 3: Проверьте фокусировку и поле зрения
Камера, потерявшая фокус, все равно может выдавать изображение, которое выглядит приемлемо для глаза. Границы слегка сглаживаются, а инструменты измерения и сопоставления с образцом становятся менее воспроизводимыми. Вибрация, изменения температуры и случайный контакт с камерой или объективом могут вызвать расфокусировку.
Поле зрения имеет не меньшее значение. Если деталь не заполняет изображение должным образом, каждый пиксель покрывает большую часть детали, чем планировалось, и мелкие дефекты могут оказаться меньше обнаруживаемого размера. Это часто происходит после переналадки, когда новая деталь располагается на другой высоте или в другом положении, чем та, что использовалась при настройке контроля.
Камерам с фиксированными объективами в таких случаях обычно требуется физическая регулировка. Интеллектуальная камера серии KEYENCE VS использует ZoomTrax — встроенный оптический зум, который регулирует поле зрения с помощью программного обеспечения. Техник может скорректировать поле зрения без замены объектива, а поскольку зум оптический, а не цифровой, полное разрешение сенсора сохраняется.
Шаг 4: Подтвердите правильность подачи деталей и синхронизации триггера
Инструменты технического зрения надежны лишь постольку, поскольку надежна подача деталей. Проверьте, поступают ли детали каждый раз в одном и том же положении, ориентации и на той же высоте. Неплотно закрепленная оснастка, изношенные направляющие и изменения в предшествующем оборудовании могут внести вариативность, которой не было при настройке.
Синхронизация триггера — еще одна частая причина нестабильных результатов. Если камера захватывает изображение до того, как деталь зафиксировалась, или когда она все еще движется, результат будет меняться. Проверьте задержку между сигналом датчика и захватом изображения. Для движущихся деталей убедитесь, что время экспозиции достаточно короткое, чтобы избежать размытия при движении.
Периодические проблемы часто возникают по механическим причинам, таким как залипающий датчик, вибрирующий конвейер или деталь, которая время от времени поворачивается. Просмотр сохраненных изображений неудачных проверок — самый быстрый способ выявить эти закономерности.
Шаг 5: Проверьте настройки контроля в последнюю очередь
Только после того, как были проверены изображение, оптика и подача деталей, следует приступать к настройке параметров контроля. На данном этапе причиной обычно является одна из трех проблем: порог слишком жесткий для нормального разброса деталей, область интереса больше не охватывает элемент или инструмент был создан на основе слишком малого количества примеров деталей.
При регулировке изменяйте по одному параметру за раз и тестируйте его на диапазоне заведомо годных и бракованных деталей. Изменение, исправляющее один сбой, легко может создать другой. Порог, ослабленный для предотвращения ложного брака, может пропустить реальный дефект, поэтому изменения следует тестировать на широком наборе примеров, а не на нескольких недавних сбоях.
Контроллер серии VS-G поддерживает это с помощью функции автоматической настройки параметров (Auto Parameter Tuning), которая определяет пороговые значения на основе указанных эталонных изображений вместо ручного метода проб и ошибок. Функция проверки настроек (Settings Verification) затем воспроизводит сохраненные изображения с предлагаемым изменением перед его запуском, поэтому влияние на каждую ранее проверенную деталь известно заранее.
Выработайте привычку сохранять доказательства
Самые сложные случаи устранения неполадок — это периодические сбои, поскольку проблема исчезает к тому моменту, когда кто-либо прибывает на станцию. Сохранение изображений неудачных и пограничных проверок решает эту проблему. Имея под рукой исходное изображение, команда может точно увидеть то, что видела камера, а не гадать на основе описания.
База данных изображений серии VS-G сохраняет изображения успешных и неуспешных проверок непосредственно в контроллере. Это создает архив, который можно просмотреть после возникновения проблемы, передать между сменами и использовать для подтверждения эффективности исправления. Со временем этот же архив превращается в библиотеку реальных вариаций деталей, которую можно использовать при создании или обновлении проверок на нескольких линиях.
Сопоставление сохраненных изображений с кратким журналом изменений, включая то, что было настроено, когда и кем, значительно ускоряет последующий поиск и устранение неисправностей. Это также помогает командам стандартизировать подход на разных линиях. Дополнительная информация о системах машинного зрения и их применении в промышленности доступна командам, создающим единый процесс контроля.
Свяжитесь с KEYENCE, чтобы обсудить устранение неполадок в существующей системе контроля или создание более стабильной системы с использованием серий VS и VS-G.
Часто задаваемые вопросы
Наиболее распространенной причиной является изменение внешнего освещения, например, солнечного света или потолочного освещения, которое меняется в течение дня. Колебания температуры, влияющие на фокус или световой поток, также могут играть роль. Сравнение утреннего изображения с дневным обычно сразу показывает разницу.
Ложные браки обычно возникают из-за нестабильного освещения, вариаций положения детали или слишком жестких порогов для нормальных вариаций деталей. Просмотр изображений забракованных качественных деталей показывает, что именно имеет место.
К частым причинам относятся слишком низкое разрешение для размера дефекта, освещение, при котором дефект не выделяется, или пороги, которые были ослаблены для предотвращения ложных браков. Подтверждение того, что дефект виден на изображении, является первым шагом.
Захватывайте и сохраняйте изображения каждого сбоя или пограничного результата, а затем ищите закономерности в положении, освещении или синхронизации. Периодически возникающие проблемы часто обусловлены механическими причинами, такими как неустойчивые детали, незакрепленные приспособления или синхронизация срабатывания.
Нет. Пороги следует проверять в последнюю очередь. Сначала необходимо проверить освещение, фокус, поле зрения, подачу деталей и синхронизацию срабатывания, так как регулировка порогов для компенсации физических изменений лишь маскирует первопричину.
Сохраняйте изображения успешных и неуспешных проверок, документируйте каждое изменение настроек и проверяйте изменения на ранее сохраненных изображениях перед внедрением. Стандартизация на единой платформе и едином процессе на всех линиях ускоряет диагностику и устранение проблем.
- Система технического зрения со встроенным ИИ серии VS
Система технического зрения со встроенным ИИ
серия VS
- Высокопроизводительная система технического зрения с поддержкой ИИ серии VS-G
Высокопроизводительная система технического зрения с поддержкой ИИ
серия VS-G
