Seiring berkembangnya industri manufaktur menuju presisi tinggi dan konsistensi tinggi, masalah kesalahan perspektif dan perubahan perbesaran lensa non-telesentris tradisional dalam skenario pengukuran bidang pandang luas dan presisi tinggi secara bertahap muncul. Untuk memenuhi kebutuhan aplikasi benda kerja besar, inspeksi seluruh papan, dan pengukuran dimensi presisi tinggi, lensa ultra-telesentris telah muncul dan menjadi komponen optik penting dalam sistem visi mesin kelas atas.
Dibandingkan dengan lensa industri biasa,Desain struktural lensa super telesentris menggunakan aperture jernih yang lebih besar dan kombinasi lensa yang lebih kompleks, sehingga ukuran keseluruhannya relatif besar. Namun, desain ini bukan sekadar tentang volume, namun tentang mencapai distorsi yang lebih rendah, pembesaran konstan yang lebih stabil, dan bidang pandang efektif yang lebih besar, memastikan keakuratan dan konsistensi hasil pengukuran dari sifat optik.
Dalam aplikasi praktis, lensa ultra-telesentris dapat menghilangkan kesalahan perspektif secara efektif. Meskipun posisi objek yang diukur berubah dalam rentang ketinggian tertentu, ukuran pencitraannya tidak akan berubah secara signifikan. Fitur ini membuatnya bekerja sangat baik dalam skenario seperti pengukuran benda kerja berukuran besar, pemeriksaan ukuran komponen presisi, dan pemeriksaan simultan multi-target.
Saat ini, lensa super telesentris telah banyak digunakan dalam inspeksi pengemasan semikonduktor, inspeksi seluruh papan elektronik 3C, pengukuran perangkat keras presisi, inspeksi baterai energi baru dan potongan tiang, dan bidang lainnya. Dengan performa pencitraan yang stabil dan kemampuan pengulangan pengukuran yang sangat tinggi, lensa ultra-telesentris memberikan basis data yang andal untuk sistem visi mesin.
Desain dan perbandingan lensa telesentris
Dilihat dari struktur optiknya, lensa industri dapat dibagi menjadi lensa non-telesentris dan lensa telesentris. Diantaranya, lensa telesentris dibagi menjadi lensa telesentris sisi objek, lensa telesentris sisi gambar, dan lensa bi-telesentris berdasarkan karakteristik jalur optik yang berbeda. Masing-masing dari ketiganya memiliki karakteristik tersendiri dalam hal akurasi pencitraan dan skenario aplikasi.
Dalam sistem optik, bayangan bukaan diafragma pada ruang benda disebut pupil masuk, dan bayangan pada ruang bayangan disebut pupil keluar. Pupil masuk, diafragma bukaan, dan pupil keluar berada dalam hubungan konjugasi satu sama lain. Cahaya yang melewati pusat aperture stop disebut chief ray. Ia melewati pusat pupil masuk dan pupil keluar pada saat yang sama, mewakili arah sentral dari sinar pencitraan.
Dalam desain optik telesentris, sinar utama tetap sejajar dengan sumbu optik pada sisi objek atau sisi gambar, sehingga secara efektif menghilangkan efek perspektif. Inilah kunci untuk membedakan lensa telesentris dengan lensa industri biasa.
Dengan peningkatan berkelanjutan dalam persyaratan akurasi dan efisiensi untuk inspeksi industri, lensa ultra-telesentris secara bertahap menjadi konfigurasi optik inti dalam solusi inspeksi visual kelas atas, memberikan dukungan teknis yang lebih solid untuk manufaktur cerdas dan produksi otomatis.
Desain lensa telesentris
Desain telesentrisitas tinggi
Sistem optik telesentris banyak digunakan di bidang pengukuran visual presisi tinggi, dan tingkat telesentrisitasnya secara langsung menentukan konsistensi perbesaran gambar pada kedalaman bidang yang berbeda. Selama proses desain, kami mengontrol indeks telesentrisitas pada tingkat 0,01%, yang secara efektif memastikan bahwa perbedaan perbesaran gambar lensa pada posisi kedalaman berbeda dalam rentang kedalaman bidang dapat diabaikan, sehingga secara signifikan meningkatkan stabilitas dan keandalan hasil pengukuran. Desain ini memberikan dukungan kuat untuk penerapan lensa bi-telesentris dalam pengukuran kedalaman presisi tinggi, sehingga semakin memperluas ruang penerapannya di bidang pengukuran visual presisi.
Desain jalur optik bias
dibatasi oleh struktur jalur optik. Lensa telesentris tradisional biasanya berukuran besar dan berbentuk silinder, sehingga menimbulkan kesulitan tertentu pada pemasangan dan fiksasi peralatan, terutama di jalur produksi otomatis dengan ruang terbatas. Untuk mengatasi masalah ini, kami secara inovatif mengadopsi struktur jalur optik bias. Melalui beberapa transisi jalur optik, kami secara signifikan mengurangi ukuran keseluruhan lensa sekaligus memastikan kinerja pencitraan, mengurangi total panjang lensa hingga lebih dari setengahnya. Pada saat yang sama, dipadukan dengan metode pemasangan dan pemosisian yang lebih nyaman, kemampuan adaptasi lensa telesentris di jalur produksi otomatis ditingkatkan secara efektif, sehingga produk bi-telesentris dapat diintegrasikan secara lebih erat ke dalam skenario produksi sebenarnya.
Desain Struktural Jalur Optik Pemusatan
Lensa telesentris tradisional sebagian besar menggunakan struktur cincin berulir, yang terdiri dari mekanisme multi-segmen. Meskipun mudah untuk diproduksi dan dirakit, hal ini dapat dengan mudah memengaruhi koaksialitas lensa secara keseluruhan, sehingga memengaruhi kualitas gambar. Untuk mencapai keseimbangan antara efisiensi perakitan dan kinerja pencitraan, kami memperkenalkan struktur jalur optik pemusatan selama tahap desain produk, memastikan konsistensi koaksialitas antara setiap komponen struktural melalui mekanisme pemusatan, dan mengoptimalkan proses perakitan. Desain ini secara efektif meningkatkan kualitas pencitraan lensa dan konsistensi produk, serta memberikan jaminan yang dapat diandalkan untuk stabilitas kualitas dan tingkat hasil dalam produksi massal.
Bagaimana memilih lensa industri
Dalam aplikasi pengukuran penglihatan presisi, lensa industri biasa sering kali menghadapi keterbatasan tertentu dalam penggunaan sebenarnya, yang terutama tercermin dalam aspek berikut:
Ketika objek yang diukur berada pada bidang pengukuran yang berbeda, sulit untuk mempertahankan perbesaran gambar yang konsisten;
Distorsi lensa relatif besar, mempengaruhi keakuratan pengukuran dimensi;
Terdapat fenomena paralaks yang jelas, yaitu perubahan jarak benda akan menyebabkan perubahan perbesaran gambar;
Resolusi lensa terbatas dan sulit memenuhi kebutuhan deteksi presisi tinggi;
Dipengaruhi oleh karakteristik geometris sumber cahaya visual, terdapat ketidakpastian tertentu pada posisi tepi gambar.
Untuk mengatasi masalah di atas, lensa telesentris dapat mencapai peningkatan yang efektif melalui struktur optiknya yang unik. Karena sinar utama pencitraan kira-kira sejajar, lensa telesentris dapat mempertahankan perbesaran yang stabil dan konsisten dalam rentang jarak kerja tertentu, sehingga secara signifikan mengurangi kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh perubahan ketinggian, dan secara mendasar menghilangkan efek perspektif dan paralaks pada hasil interpretasi.
Pada saat yang sama, lensa telesentris biasanya memiliki kualitas gambar yang lebih baik dan kinerja distorsi yang lebih rendah. Ketika digunakan dengan sensor resolusi tinggi dan perangkat lunak pengukuran, mereka dapat mencapai pengukuran dimensi yang tepat dengan kemampuan pengulangan dan konsistensi yang tinggi. Oleh karena itu, lensa telesentris telah menjadi komponen optik penting dalam skenario aplikasi seperti pengukuran presisi tinggi dan pemeriksaan metrologi, dan banyak digunakan dalam sistem visi mesin yang memerlukan akurasi dan stabilitas pengukuran tinggi.
Keterampilan pemilihan lensa dan kasus penerapannya
Pepatah umum mengatakan: Visi mesin pada dasarnya menggunakan mesin untuk menggantikan mata manusia untuk pengukuran dan penilaian. Sistem visi mesin yang lengkap biasanya terdiri dari kamera industri, lensa, sumber cahaya, sistem pemrosesan gambar, dan aktuator. Diantaranya, lensa industri adalah jembatan utama yang menghubungkan dunia fisik dan data gambar. Masuk akal apakah pemilihannya secara langsung mempengaruhi kualitas pencitraan sistem dan keakuratan deteksi, dan merupakan tautan inti yang tidak dapat diabaikan dalam desain sistem visual.
Dalam sistem visi mesin, kualitas gambar adalah dasar dari semua analisis dan penilaian, dan lensa adalah faktor kunci yang menentukan kejernihan gambar, kontrol distorsi, dan jangkauan bidang pandang. Lensa yang sesuai dapat secara akurat mengembalikan ukuran sebenarnya dan karakteristik detail objek yang diukur, serta memberikan input data yang stabil dan andal untuk algoritme back-end; sebaliknya, jika lensa tidak dipilih dengan benar, masalah seperti resolusi yang tidak memadai, distorsi yang berlebihan, dan kedalaman bidang yang tidak sesuai dapat terjadi, yang tidak hanya akan meningkatkan kesulitan pemrosesan gambar, namun juga secara langsung memengaruhi keakuratan dan konsistensi hasil deteksi. Oleh karena itu, pemilihan lensa yang ilmiah dan masuk akal pada tahap awal desain sistem merupakan prasyarat penting untuk memastikan kinerja sistem visi mesin.
Dengan meluasnya penerapan teknologi visi mesin di bidang manufaktur elektronik, industri otomotif, pengemasan dan percetakan, pengolahan makanan, pengujian medis, dan industri lainnya, kebutuhan lensa dalam berbagai skenario menjadi semakin beragam. Terdapat perbedaan yang signifikan dalam ukuran, struktur, persyaratan akurasi, dan ruang pemasangan benda yang diukur. Hal ini membuat pemilihan lensa tidak lagi sekedar pencocokan parameter sederhana, namun memerlukan evaluasi komprehensif berdasarkan aplikasi spesifik. Selanjutnya, kita akan mulai dari jenis lensa umum dan karakteristiknya, dipadukan dengan kasus penerapan aktual, untuk mengeksplorasi lebih jauh gagasan utama dan metode praktis pemilihan lensa industri.
Singkatnya,Pemilihan lensa industri yang wajar adalah dasar untuk pengoperasian yang stabil dan deteksi sistem penglihatan mesin dengan presisi tinggi. Lensa telesentris, dengan struktur optik dan karakteristik pencitraannya yang unik, menunjukkan keunggulan yang tak tergantikan dalam bidang pengukuran presisi dan deteksi konsistensi tinggi. Dari desain inti seperti telesentrisitas tinggi dan jalur optik terpusat hingga verifikasi uji pencitraan dan pengukuran yang dilakukan dalam kondisi kerja aktual, lensa telesentris tidak hanya memiliki keunggulan teknis secara teori, namun juga menunjukkan kinerja pengukuran yang stabil dan andal dalam aplikasi praktis. Dengan peningkatan berkelanjutan pada persyaratan inspeksi industri untuk akurasi, efisiensi, dan konsistensi, lensa telesentris secara bertahap menjadi bagian penting dari sistem visi mesin kelas atas, memberikan perlindungan optik yang lebih solid untuk manufaktur cerdas dan produksi otomatis.
