Kako se industrijska proizvodnja razvija prema visokoj preciznosti i visokoj dosljednosti, postupno su se pojavili problemi pogreške perspektive i promjene povećanja tradicionalnih netelecentričnih leća u scenarijima velikog vidnog polja i visoko preciznih mjerenja. Kako bi se zadovoljile potrebe primjene velikih izradaka, inspekcije cijele ploče i visokopreciznog mjerenja dimenzija, pojavile su se ultra-telecentrične leće koje su postale važne optičke komponente u vrhunskim sustavima strojnog vida.
U usporedbi s običnim industrijskim lećama,Strukturni dizajn super telecentričnih leća koristi veći čisti otvor blende i složeniju kombinaciju leća, tako da je ukupna veličina relativno velika. Međutim, ovaj dizajn nije samo o volumenu, već o postizanju manjeg izobličenja, stabilnijeg konstantnog povećanja i većeg efektivnog vidnog polja, čime se osigurava točnost i dosljednost rezultata mjerenja iz optičke prirode.
U praktičnim primjenama ultra-telecentrične leće mogu učinkovito eliminirati perspektivne pogreške. Čak i ako se položaj mjerenog objekta promijeni unutar određenog raspona visine, njegova veličina slike neće se značajno promijeniti. Ova značajka čini ga posebno dobrim u scenarijima kao što su mjerenje izratka velikih dimenzija, precizna inspekcija veličine komponenti i simultana inspekcija s više ciljeva.
Trenutačno se super telecentrične leće naširoko koriste u inspekciji pakiranja poluvodiča, 3C elektroničkoj inspekciji cijele ploče, preciznom hardverskom mjerenju, novoj energetskoj bateriji i inspekciji polarnih dijelova i drugim poljima. Uz stabilne performanse slike i izuzetno visoku ponovljivost mjerenja, ultra-telecentrične leće pružaju pouzdanu bazu podataka za sustave strojnog vida.
Dizajn i usporedba telecentričnih leća
Iz perspektive optičke strukture, industrijske leće mogu se podijeliti na netelecentrične leće i telecentrične leće. Među njima, telecentrične leće dijele se na telecentrične leće na strani objekta, telecentrične leće na strani slike i bi-telecentrične leće na temelju različitih karakteristika optičkog puta. Svaki od tri ima svoje karakteristike u pogledu točnosti snimanja i scenarija primjene.
U optičkom sustavu, slika dijafragme otvora u prostoru objekta naziva se ulazna zjenica, a slika u prostoru slike naziva se izlazna zjenica. Ulazna zjenica, dijafragma otvora i izlazna zjenica su međusobno konjugirane. Svjetlost koja prolazi kroz središte graničnika otvora naziva se glavna zraka. Prolazi kroz središte ulazne i izlazne zjenice istovremeno, predstavljajući središnji smjer slikovne zrake.
U telecentričnom optičkom dizajnu, glavna zraka ostaje paralelna s optičkom osi na strani objekta ili na strani slike, čime se učinkovito eliminira efekt perspektive. Ovo je ključ za razlikovanje telecentričnih leća od običnih industrijskih leća.
Uz stalno poboljšanje točnosti i zahtjeva učinkovitosti za industrijsku inspekciju, ultra-telecentrične leće postupno postaju temeljna optička konfiguracija u vrhunskim rješenjima za vizualnu inspekciju, pružajući solidniju tehničku podršku za inteligentnu proizvodnju i automatiziranu proizvodnju.
Dizajn telecentričnog objektiva
Dizajn visoke telecentričnosti
Telecentrični optički sustavi naširoko se koriste u području visoko preciznih vizualnih mjerenja, a njihove razine telecentričnosti izravno određuju dosljednost povećanja slike na različitim dubinama polja. Tijekom procesa dizajna, kontrolirali smo indeks telecentričnosti na razini od 0,01%, učinkovito osiguravajući da je razlika u povećanju slike leće na različitim pozicijama dubine unutar raspona dubinske oštrine zanemariva, čime se značajno poboljšava stabilnost i pouzdanost rezultata mjerenja. Ovaj dizajn pruža snažnu podršku za primjenu bi-telecentričnih leća u visokopreciznim mjerenjima dubine, dodatno proširujući prostor njihove primjene u području preciznih vizualnih mjerenja.
Dizajn loma optičkog puta
ograničen je strukturom optičkog puta. Tradicionalne telecentrične leće obično su velike veličine i cilindričnog oblika, što donosi određene poteškoće u instalaciji i fiksaciji opreme, posebno u automatiziranim proizvodnim linijama s ograničenim prostorom. Kako bismo riješili ovaj problem, inovativno smo usvojili strukturu lomnog optičkog puta. Putem višestrukih prijelaza optičkih putanja, značajno smo smanjili ukupnu veličinu objektiva, a istovremeno osigurali performanse slike, smanjujući ukupnu duljinu objektiva za više od polovice. U isto vrijeme, u kombinaciji s prikladnijim metodama instalacije i pozicioniranja, prilagodljivost telecentričnih leća u automatiziranim proizvodnim linijama je učinkovito poboljšana, omogućujući bi-telecentričnim proizvodima da budu bliže integrirani u stvarne scenarije proizvodnje.
Strukturni dizajn optičkog puta za centriranje
Tradicionalne telecentrične leće uglavnom koriste prstenastu strukturu s navojem, koja se sastoji od višesegmentnih mehanizama. Iako ga je lako proizvesti i sastaviti, lako može utjecati na ukupnu koaksijalnost leće, a time i na kvalitetu slike. Kako bismo postigli ravnotežu između učinkovitosti sklapanja i performansi snimanja, uveli smo strukturu optičkog puta za centriranje tijekom faze dizajna proizvoda, osiguravajući dosljednost koaksijalnosti između svake strukturne komponente kroz mehanizam za centriranje i optimizirajući proces sklapanja. Ovaj dizajn učinkovito poboljšava kvalitetu slike leće i konzistentnost proizvoda te pruža pouzdano jamstvo za stabilnost kvalitete i stopu prinosa u masovnoj proizvodnji.
Kako odabrati industrijske leće
U aplikacijama za precizno mjerenje vida, obične industrijske leće često se suočavaju s određenim ograničenjima u stvarnoj uporabi, koja se uglavnom odražavaju u sljedećim aspektima:
Kada se mjereni objekt nalazi u različitim ravninama mjerenja, teško je održavati dosljedno povećanje slike;
Izobličenje leće je relativno veliko, što utječe na točnost mjerenja dimenzija;
Postoji očit fenomen paralakse, to jest, promjene u udaljenosti objekta uzrokovat će promjene u povećanju slike;
Razlučivost leće je ograničena i teško je zadovoljiti potrebe detekcije visoke preciznosti;
Pod utjecajem geometrijskih karakteristika izvora vizualnog svjetla, postoji određena nesigurnost u položaju ruba slike.
Za rješavanje gore navedenih problema, telecentrične leće mogu postići učinkovita poboljšanja kroz svoje jedinstvene optičke strukture. Budući da su glavne zrake slike približno paralelne, telecentrična leća može održavati stabilno i dosljedno povećanje unutar određenog raspona radne udaljenosti, značajno smanjujući pogreške mjerenja uzrokovane promjenama visine i temeljno eliminirajući učinke perspektive i paralakse na rezultate interpretacije.
U isto vrijeme, telecentrične leće obično imaju bolju kvalitetu slike i manje izobličenja. Kada se koriste sa senzorima visoke razlučivosti i softverom za mjerenje, mogu postići precizna dimenzionalna mjerenja s velikom ponovljivošću i dosljednošću. Zbog toga su telecentrične leće postale važne optičke komponente u scenarijima primjene kao što su visokoprecizna mjerenja i mjeriteljska inspekcija, a naširoko se koriste u sustavima strojnog vida koji zahtijevaju visoku točnost i stabilnost mjerenja.
Vještine odabira leća i slučajevi primjene
Uobičajena izreka glasi: Strojni vid u biti koristi strojeve da zamijene ljudske oči za mjerenje i prosuđivanje. Kompletan sustav strojnog vida obično se sastoji od industrijskih kamera, leća, izvora svjetlosti, sustava za obradu slike i aktuatora. Među njima su industrijske leće ključni most koji povezuje fizički svijet i slikovne podatke. Je li njihov odabir razuman izravno utječe na kvalitetu slike sustava i točnost detekcije, te je ključna veza koja se ne može zanemariti u dizajnu vizualnog sustava.
U sustavima strojnog vida kvaliteta slike je osnova svih analiza i prosudbi, a leća je ključni čimbenik koji određuje jasnoću slike, kontrolu izobličenja i raspon vidnog polja. Odgovarajuća leća može točno vratiti pravu veličinu i detaljne karakteristike objekta koji se mjeri, te pružiti stabilan i pouzdan unos podataka za pozadinski algoritam; nasuprot tome, ako je leća nepravilno odabrana, mogu se pojaviti problemi kao što su nedovoljna razlučivost, prekomjerna izobličenja i neusklađena dubinska oštrina, što ne samo da će povećati poteškoće u obradi slike, već i izravno utjecati na točnost i dosljednost rezultata detekcije. Stoga je znanstveni i razuman odabir leća u ranoj fazi projektiranja sustava važan preduvjet za osiguranje performansi sustava strojnog vida.
Sa širokom primjenom tehnologije strojnog vida u elektroničkoj proizvodnji, automobilskoj industriji, pakiranju i tiskanju, preradi hrane, medicinskim ispitivanjima i drugim industrijama, zahtjevi za lećama u različitim scenarijima postaju sve raznolikiji. Postoje značajne razlike u veličini, strukturi, zahtjevima točnosti i prostoru za postavljanje objekata koji se mjere. Zbog toga odabir leće više nije jednostavno usklađivanje parametara, već zahtijeva sveobuhvatnu procjenu temeljenu na specifičnim primjenama. Zatim ćemo krenuti od uobičajenih tipova leća i njihovih karakteristika, u kombinaciji sa stvarnim slučajevima primjene, kako bismo dalje istražili ključne ideje i praktične metode odabira industrijskih leća.
Ukratko,Razuman odabir industrijskih leća temelj je stabilnog rada i visoke preciznosti detekcije sustava strojnog vida. Telecentrične leće, sa svojom jedinstvenom optičkom strukturom i slikovnim karakteristikama, pokazuju nezamjenjive prednosti u području preciznog mjerenja i detekcije visoke konzistentnosti. Od temeljnih dizajna kao što su visoka telecentričnost i centrirani optički putovi do snimanja i verifikacije testova mjerenja provedenih u stvarnim radnim uvjetima, telecentrične leće ne samo da imaju tehničke prednosti u teoriji, već također pokazuju stabilne i pouzdane performanse mjerenja u praktičnim primjenama. Uz stalno poboljšanje zahtjeva industrijske inspekcije za točnost, učinkovitost i dosljednost, telecentrične leće postupno postaju važan dio vrhunskih sustava strojnog vida, pružajući solidniju optičku zaštitu za inteligentnu proizvodnju i automatiziranu proizvodnju.
