Стекло пропускает и отражает свет, поэтому один дефект может быть почти невидим при обычном осмотре и резко проявляться при другом направлении освещения. Пузырек находится внутри материала, царапина нарушает поверхность, скол меняет кромку, а оптическое искажение обнаруживается по тому, как изделие изменяет видимый объект.
Автоматический контроль начинается с описания конкретного признака и его допустимости. После этого подбираются оптическая схема, ракурс и способ измерения. Универсальная камера без подготовленного света дает нестабильный результат: блики, пыль и детали оборудования оказываются заметнее самого дефекта.
Пузырьки и включения находятся внутри стекла
Газовый пузырек, частица сырья, камень или кристаллическое включение отличаются происхождением, но в готовом изделии выглядят как локальная неоднородность. Они могут ухудшать внешний вид, оптические свойства и прочность.
Для их обнаружения стекло просвечивают. При равномерной фоновой подсветке камера видит изменение пропускания, контур и размер неоднородности. Темнопольная схема делает рассеянный на дефекте свет ярким на темном фоне. Выбор зависит от толщины, цвета и прозрачности материала.
Система измеряет положение, площадь и характер изображения. Для листа важно учитывать площадь контроля и допустимое число включений, а для формованной детали — рабочую зону изделия. Одинаковый пузырек может быть допустим на второстепенном участке и критичен в оптической области.
Царапины требуют направленного света
Тонкая царапина слабо меняет общий световой поток, но рассеивает свет вдоль своей кромки. Поэтому поверхность освещают под углом или используют темное поле. Камера располагается так, чтобы ровное стекло оставалось темным или однородным, а нарушение поверхности выделялось контрастной линией.
Один ракурс проявляет царапины определенного направления лучше других. Для надежного контроля применяют несколько направлений света или последовательно переключаемые каналы. Это особенно важно, когда следы могут располагаться произвольно.
Алгоритм отличает длинную царапину от пыли по форме, ширине и повторяемости в соседних кадрах. При движении непрерывной ленты координата дефекта рассчитывается по ширине и длине материала.
Сколы и трещины проверяются по кромке
Скол удаляет часть материала и создает острые локальные границы. Трещина может начинаться от кромки и распространяться внутрь листа. Оба признака опасны тем, что снижают прочность и проявляются при дальнейшей обработке или эксплуатации.
Кромку снимают отдельной камерой сбоку либо под углом. Контурная подсветка показывает недостающий участок, а направленный свет выявляет трещину по рассеянию. После резки и шлифования дополнительно проверяются форма фаски, качество углов и следы обработки.
Для готового изделия контроль связывается с его геометрией. Система понимает, где находится угол, отверстие или технологический вырез, и применяет к каждой зоне собственный допуск.
Дефекты поверхности и покрытия видны в отраженном свете
Пятна, следы роликов, потертости, загрязнение и неоднородность покрытия изменяют отражение. Камера снимает поверхность при стабильном положении источника света. На ровной области формируется однородный фон, на котором видны локальные изменения яркости или цвета.
Для зеркальных поверхностей особенно важна геометрия: камера часто видит отражение лампы, помещения или самой линии. Источник делают протяженным и равномерным, рабочую область закрывают от постороннего света, а положение листа стабилизируют.
Требования к свету и защите от бликов подробнее рассмотрены в статье о подсветке для машинного зрения. Для стекла этот элемент определяет большую часть повторяемости результата.
Полосы и оптические искажения оцениваются по изображению за стеклом
Неоднородность состава, изменение толщины, волнистость и внутренние напряжения могут искажать проходящие лучи без заметного пятна на поверхности. Такое изделие визуально выглядит чистым, но изменяет форму предметов, линий или изображения.
За стеклом размещают известный рисунок, сетку или полосы. Камера измеряет их смещение и деформацию. Для движущейся ленты применяется оптическая схема, которая непрерывно оценивает искажения по всей ширине.
Толщина, плоскостность и кривизна относятся к измерительным признакам. Их проверяют лазерными или другими бесконтактными датчиками, синхронизированными с визуальным контролем. Так система разделяет дефект изображения и геометрическое отклонение.
Формованное стекло требует нескольких положений
Бутылка, ампула, плафон или гнутая панель создают блики и увеличивают отдельные участки как линза. Дефект на дальней стенке накладывается на ближнюю, а основание и горловина видны под разными углами.
Изделие вращают перед камерами либо устанавливают несколько камер вокруг транспортера. Отдельные станции проверяют корпус, основание, горловину и кромки. Изображения связываются с одной единицей продукции, чтобы решение принималось по полному набору ракурсов.
Критерии настраиваются по зонам. Например, небольшая отметка на скрытом участке и такой же дефект в зоне уплотнения имеют разное влияние на пригодность изделия.
Пыль и вода не должны превращаться в брак
Прозрачная поверхность делает видимыми частицы, капли и следы после мойки. Часть из них находится на стекле, часть — на защитном окне камеры или элементах фона. Без учета этого система будет выдавать ложные отклонения.
Пост контроля располагают после стабилизированного процесса очистки и сушки. Оптические окна защищают от загрязнения и контролируют по эталонному изображению. Повторяющееся пятно в одном месте кадра указывает на загрязнение оптики, а движущийся вместе с изделием признак относится к его поверхности.
Для спорных случаев сохраняется кадр с координатой. Оператор подтверждает класс дефекта, а результат используется для уточнения правил или обучающей выборки.
Как строится автоматический пост контроля
- Составляется карта дефектов. Для каждого признака определяются размер, зона, влияние на изделие и допустимое количество.
- Подбираются оптические каналы. Отдельно проверяются проходящий, рассеянный и отраженный свет, кромка и геометрия.
- Фиксируется положение. Лист или изделие проходит через известную область съемки с контролируемой скоростью и ориентацией.
- Создается рецепт. Профиль учитывает тип стекла, толщину, цвет, форму и требования к зонам.
- Настраивается решение. Система определяет годность, сорт, необходимость повторного осмотра или отбраковку.
- Сохраняется прослеживаемость. Кадр, координата, класс и результат связываются с листом, партией или единицей продукции.
Визуальный датчик может работать непосредственно на линии и передавать решение исполнительному механизму. Статистика поступает в систему управления качеством, где дефекты анализируются по времени, партии сырья, режиму и участку оборудования.
Пилот начинается с реальных образцов
Для проверки решения нужны годные изделия, подтвержденные дефекты и пограничные примеры. Образцы снимают при нескольких схемах света, после чего оценивают контраст, стабильность положения и возможность измерить требуемый признак в темпе линии.
Результатом пилота становится не подбор камеры сам по себе, а согласованная карта обнаруживаемых дефектов, конструкция оптического поста и правила принятия решения. ИНДИНС проектирует такие контрольные станции под материал, изделие и производственный маршрут. Обсуждение задачи можно начать с образцов, требований к качеству и схемы движения продукции.