Ko se industrijska proizvodnja razvija v smeri visoke natančnosti in visoke doslednosti, so se postopoma pojavile težave z napako perspektive in spremembo povečave tradicionalnih netelecentričnih leč v scenarijih velikega vidnega polja in visokonatančnih meritev. Da bi izpolnili potrebe uporabe velikih obdelovancev, pregleda celotne plošče in visokonatančnih dimenzijskih meritev, so se pojavile ultra-telecentrične leče, ki so postale pomembne optične komponente v vrhunskih sistemih strojnega vida.
V primerjavi z običajnimi industrijskimi lečami,Strukturna zasnova super telecentričnih objektivov uporablja večjo svetlo zaslonko in bolj zapleteno kombinacijo leč, zato je skupna velikost razmeroma velika. Vendar pri tej zasnovi ne gre zgolj za glasnost, temveč za doseganje manjšega popačenja, stabilnejše konstantne povečave in večjega učinkovitega vidnega polja, kar zagotavlja natančnost in doslednost merilnih rezultatov optične narave.
V praktičnih aplikacijah lahko ultra-telecentrične leče učinkovito odpravijo perspektivne napake. Tudi če se položaj merjenega predmeta spremeni v določenem višinskem območju, se njegova slikovna velikost ne bo bistveno spremenila. Zaradi te funkcije se še posebej dobro obnese v scenarijih, kot so merjenje obdelovancev velikih dimenzij, natančno preverjanje velikosti komponent in večtarčno sočasno preverjanje.
Trenutno se super telecentrične leče pogosto uporabljajo pri inšpekciji polprevodniške embalaže, 3C elektronski inšpekciji celotne plošče, natančnem merjenju strojne opreme, novi energetski bateriji in inšpekciji polov ter na drugih področjih. Ultra-telecentrične leče s stabilno zmogljivostjo slikanja in izjemno visoko ponovljivostjo meritev zagotavljajo zanesljivo bazo podatkov za sisteme strojnega vida.
Oblikovanje in primerjava telecentričnih leč
Z vidika optične strukture lahko industrijske leče razdelimo na netelecentrične leče in telecentrične leče. Med njimi so telecentrične leče razdeljene na telecentrične leče na strani objekta, telecentrične leče na strani slike in bi-telecentrične leče na podlagi različnih značilnosti optične poti. Vsak od treh ima svoje značilnosti glede natančnosti slikanja in scenarijev uporabe.
V optičnem sistemu se slika diafragme zaslonke v predmetnem prostoru imenuje vhodna zenica, slika v slikovnem prostoru pa izstopna zenica. Vhodna zenica, diafragma zaslonke in izstopna zenica so med seboj v konjugirani zvezi. Svetloba, ki prehaja skozi središče zaslonke, se imenuje glavni žarek. Istočasno poteka skozi sredino vhodne in izstopne zenice ter predstavlja središčno smer slikovnega žarka.
Pri telecentrični optični zasnovi ostaja glavni žarek vzporeden z optično osjo na strani predmeta ali slike, s čimer učinkovito odpravi učinek perspektive. To je ključ do razlikovanja telecentričnih leč od navadnih industrijskih leč.
Z nenehnim izboljševanjem zahtev glede natančnosti in učinkovitosti za industrijsko inšpekcijo postajajo ultra-telecentrične leče postopoma osrednja optična konfiguracija v vrhunskih rešitvah za vizualni pregled, ki zagotavlja trdnejšo tehnično podporo za inteligentno proizvodnjo in avtomatizirano proizvodnjo.
Telecentrična zasnova leč
Zasnova z visoko telecentričnostjo
Telecentrični optični sistemi se pogosto uporabljajo na področju visokonatančnih vizualnih meritev in njihove ravni telecentričnosti neposredno določajo doslednost povečave slike pri različnih globinah polja. Med postopkom načrtovanja smo nadzorovali indeks telecentričnosti na ravni 0,01 %, s čimer smo učinkovito zagotovili, da je razlika v slikovni povečavi leče na različnih položajih globine znotraj območja globinske ostrine zanemarljiva, s čimer smo znatno izboljšali stabilnost in zanesljivost rezultatov meritev. Ta zasnova zagotavlja močno podporo za uporabo bi-telecentričnih leč pri visokonatančnih meritvah globine, kar dodatno širi prostor uporabe na področju natančnih vizualnih meritev.
Zasnova lomne optične poti
je omejena s strukturo optične poti. Tradicionalne telecentrične leče so običajno velike in cilindrične oblike, kar povzroča določene težave pri namestitvi in fiksaciji opreme, zlasti v avtomatiziranih proizvodnih linijah z omejenim prostorom. Za reševanje tega problema smo inovativno sprejeli strukturo lomne optične poti. Z večkratnimi prehodi optične poti smo znatno zmanjšali celotno velikost objektiva, hkrati pa zagotovili slikovno zmogljivost, pri čemer smo skupno dolžino objektiva zmanjšali za več kot polovico. Hkrati je v kombinaciji s priročnejšimi metodami namestitve in pozicioniranja prilagodljivost telecentričnih leč v avtomatiziranih proizvodnih linijah učinkovito izboljšana, kar omogoča, da se bi-telecentrični izdelki tesneje vključijo v dejanske proizvodne scenarije.
Centriranje strukturne zasnove optične poti
Tradicionalne telecentrične leče večinoma uporabljajo navojno obročasto strukturo, ki je sestavljena iz večsegmentnih mehanizmov. Čeprav ga je enostavno izdelati in sestaviti, lahko zlahka vpliva na celotno koaksialnost objektiva in s tem na kakovost slike. Da bi dosegli ravnotežje med učinkovitostjo sestavljanja in zmogljivostjo slikanja, smo med fazo načrtovanja izdelka uvedli centrirno strukturo optične poti, s čimer smo zagotovili skladnost koaksialnosti med vsako strukturno komponento prek mehanizma za centriranje in optimizirali postopek sestavljanja. Ta zasnova učinkovito izboljšuje kakovost slikanja z lečo in doslednost izdelka ter zagotavlja zanesljivo jamstvo za stabilnost kakovosti in stopnjo izkoristka v masovni proizvodnji.
Kako izbrati industrijske leče
V aplikacijah za natančno merjenje vida se običajne industrijske leče pogosto soočajo z določenimi omejitvami pri dejanski uporabi, ki se odražajo predvsem v naslednjih vidikih:
Ko je merjeni predmet v različnih merilnih ravninah, je težko ohraniti dosledno povečavo slike;
Popačenje leče je razmeroma veliko, kar vpliva na natančnost merjenja dimenzij;
Obstaja očiten pojav paralakse, kar pomeni, da spremembe v oddaljenosti predmeta povzročijo spremembe v povečavi slike;
Ločljivost leče je omejena in težko ustreza potrebam visoko natančnega zaznavanja;
Glede na geometrijske značilnosti vira vizualne svetlobe obstaja določena negotovost v položaju roba slike.
Za reševanje zgornjih težav lahko telecentrične leče dosežejo učinkovite izboljšave s svojimi edinstvenimi optičnimi strukturami. Ker sta glavna žarka slikanja približno vzporedna, lahko telecentrična leča vzdržuje stabilno in dosledno povečavo v določenem razponu delovne razdalje, s čimer znatno zmanjša merilne napake, ki jih povzročajo spremembe višine, in v bistvu odpravi učinke perspektive in paralakse na rezultate interpretacije.
Hkrati imajo telecentrične leče običajno boljšo kakovost slike in manjše popačenje. Pri uporabi s senzorji visoke ločljivosti in merilno programsko opremo lahko dosežejo natančne dimenzijske meritve z visoko ponovljivostjo in doslednostjo. Zaradi tega so telecentrične leče postale pomembne optične komponente v aplikacijskih scenarijih, kot so visoko natančne meritve in meroslovni pregledi, in se pogosto uporabljajo v sistemih strojnega vida, ki zahtevajo visoko merilno natančnost in stabilnost.
Veščine izbire leč in primeri uporabe
Pogost rek je: strojni vid v bistvu uporablja stroje za zamenjavo človeških oči za merjenje in presojo. Celoten sistem strojnega vida je običajno sestavljen iz industrijskih kamer, leč, svetlobnih virov, sistemov za obdelavo slik in aktuatorjev. Med njimi so industrijski objektivi ključni most, ki povezuje fizični svet in slikovne podatke. Ali je njihova izbira razumna, neposredno vpliva na kakovost slike sistema in natančnost zaznavanja ter je ključna povezava, ki je ni mogoče prezreti pri načrtovanju vizualnega sistema.
V sistemih strojnega vida je kakovost slike osnova vse analize in presoje, leča pa ključni dejavnik, ki določa jasnost slike, nadzor popačenja in obseg vidnega polja. Ustrezna leča lahko natančno obnovi pravo velikost in podrobne značilnosti merjenega predmeta ter zagotovi stabilen in zanesljiv vnos podatkov za zaledni algoritem; nasprotno, če je leča nepravilno izbrana, lahko pride do težav, kot so nezadostna ločljivost, čezmerno popačenje in neusklajena globinska ostrina, kar ne bo samo povečalo težavnosti obdelave slike, temveč tudi neposredno vplivalo na natančnost in doslednost rezultatov zaznavanja. Zato je znanstvena in razumna izbira leč v zgodnji fazi načrtovanja sistema pomemben predpogoj za zagotavljanje delovanja sistema strojnega vida.
S široko uporabo tehnologije strojnega vida v elektronski proizvodnji, avtomobilski industriji, embalaži in tiskarstvu, predelavi hrane, medicinskem testiranju in drugih industrijah postajajo zahteve za leče v različnih scenarijih vse bolj raznolike. Obstajajo pomembne razlike v velikosti, strukturi, zahtevah glede natančnosti in prostoru za namestitev merjenih predmetov. Zaradi tega izbira objektiva ni več preprosto ujemanje parametrov, ampak zahteva celovito oceno na podlagi posebnih aplikacij. Nato bomo začeli s pogostimi tipi leč in njihovimi značilnostmi v kombinaciji z dejanskimi primeri uporabe, da bi nadalje raziskali ključne zamisli in praktične metode izbire industrijskih leč.
Če povzamemo,Smiselna izbira industrijskih leč je osnova za stabilno delovanje in visoko natančno detekcijo sistemov strojnega vida. Telecentrične leče s svojo edinstveno optično strukturo in slikovnimi lastnostmi kažejo nenadomestljive prednosti na področju natančnih meritev in visokokonsistentnega zaznavanja. Od osnovnih zasnov, kot so visoka telecentričnost in centrirane optične poti, do testiranja slikanja in merjenja, izvedenega v dejanskih delovnih pogojih, telecentrične leče nimajo tehničnih prednosti le v teoriji, ampak tudi kažejo stabilno in zanesljivo merilno zmogljivost v praktičnih aplikacijah. Z nenehnim izboljševanjem industrijskih inšpekcijskih zahtev glede natančnosti, učinkovitosti in doslednosti postajajo telecentrične leče postopoma pomemben del vrhunskih sistemov strojnega vida, ki zagotavljajo trdnejšo optično zaščito za inteligentno proizvodnjo in avtomatizirano proizvodnjo.
