客户案例

‌优化工艺和质量的箔片生产技术

分类和分析错误图像,每秒可评估40000行

客户
R.A.M.有限公司
地点
德国
日期
2018年

在制造箔片等带状材料时,必须要为最终客户提供完美无瑕的质量,以避免出现退货和成本昂贵的返工问题。R.A.M. GmbH公司的检测系统带集成图像采集卡装置,能够以高分辨率对铝箔的整个表面进行可靠的检测,可靠地对检测到的缺陷进行区分,从而及时采取质量保证措施。

使用线阵相机和图像采集卡进行箔片检测
双轴取向生产线上的胶片检测系统
双轴取向生产线上的胶片检测系统;图片:R.A.M.公司

检测系统的工作原理

当系统准备好进行箔片生产时,与之匹配的线阵相机就会立即投入运作。这款高分辨率CoaXPress灰度相机具有8-bit图像深度,可评估256个不同灰度值,这些灰度值是作为正在移动的带状材料中每个像素的阈值。如果像素各自的阈值超出了从极高(较亮)到极低(较暗)的像素容差范围,则箔片上的相应区域将被视为缺陷区域。在检测缺陷时,相机只传输受影响的缺陷区域,而不是整幅图像,以便进行详细评估并节省系统资源。

为了查找带状材料上的缺陷,检测系统会完整扫描箔片的正反面,箔片的卷筒宽度可以介于50 mm至10 m,通过并联五台16k相机(可支持扩展),即可在对角线(CD)上实现81920像素的相机分辨率,轻松让系统实现每秒40000行的采样速率。光源方面可选择荧光和LED条形灯具,适用于透射光、明场、暗场或入射光。

microEnable 5 marathon VCX-QP图像采集卡
microEnable 5 marathon VCX-QP图像采集卡

适用于高速运作、高分辨率应用的图像采集卡

过去使用的2k相机难以满足应用对速度、分辨率和成像质量的严格要求,因此被配备集成图像采集卡的16k CMOS线阵相机取而代之。此类相机可以在图像采集卡的FPGA处理器上进行图像预处理。

只需一台8k相机也能检测到每个细微的缺陷,足以找出0.2 mm的常见缺陷,使箔片材料中不存在缝隙。如需满足更高的要求,还可以通过以太网并行连接多台配备图像采集卡的4k、8k或16k相机。

使用VisualApplets的软件解决方案

使用图形化开发环境VisualApplets,可以单独对图像采集卡上的FPGA处理器进行编程,以实现特殊的图像处理应用。例如,可以利用芯片校正功能来按正确顺序对记录的像素进行排序;还可以对检测到的错误进行计数和分类。

可根据类别来对斑点/凝胶、烧痕、鱼眼、杂质、夹杂物或飞影等光学疵点进行自动分类,并以图像、符号和图形化的形式连续显示。系统可提供这些缺陷(显示缺陷部分)的灰度值图像作进一步评估。

通过与供应商合作,可提高箔片的生产质量。现在,可以在一定的公差范围内,以所需的高分辨率来对箔片上的缺陷进行高速检测、分类和及时评估。
Thorsten Weidenfeller
R.A.M. GmbH公司开发部主管

图像处理系统可提供的优势

  • 仅需25 µs的极短相机曝光时间,即可实现较高的线速,从而提高数据传输量

  • 利用VisualApplets,在图像采集卡的FPGA上对特定图像处理应用进行独立编程

  • 无需借助额外的计算机即可对FPGA中的数据进行预分析,这样可减少图像采集卡上的数据量,从而获得更高性能

  • 独立实现必要的软件更改,并快速提供相机系统的更新

  • 如果具备编程经验,使用VisualApplets编程基本不需要经过专门培训

该解决方案所用的产品

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