När industriell tillverkning utvecklas mot hög precision och hög konsistens har problemen med perspektivfel och förstoringsförändringar hos traditionella icke-telecentriska linser i stort synfält och högprecisionsmätningsscenarier gradvis uppstått. För att möta applikationsbehoven för stora arbetsstycken, helkortsinspektion och högprecisionsdimensionell mätning har ultratelecentriska linser dykt upp och blivit viktiga optiska komponenter i avancerade maskinseendesystem.
Jämfört med vanliga industrilinser,Den strukturella designen av supertelecentriska linser använder en större klar bländare och en mer komplex linskombination, så den totala storleken är relativt stor. Denna design handlar dock inte bara om volym, utan om att uppnå lägre distorsion, stabilare konstant förstoring och ett större effektivt synfält, vilket säkerställer noggrannheten och konsistensen av mätresultat från optisk natur.
I praktiska tillämpningar kan ultratelecentriska linser effektivt eliminera perspektivfel. Även om positionen för det uppmätta objektet ändras inom ett visst höjdområde, kommer dess bildstorlek inte att förändras nämnvärt. Denna funktion gör att den presterar särskilt bra i scenarier som mätning av stora arbetsstycken, inspektion av precisionskomponentstorlek och samtidig inspektion med flera mål.
För närvarande har supertelecentriska linser använts i stor utsträckning vid halvledarförpackningsinspektion, 3C elektronisk helkortsinspektion, precisionsmätning av hårdvara, inspektion av nytt energibatteri och polstycke och andra områden. Med stabil bildprestanda och extremt hög mätrepeterbarhet ger ultratelecentriska linser en tillförlitlig databas för maskinseendesystem.
Design och jämförelse av telecentriska linser
Ur perspektivet av optisk struktur kan industriella linser delas in i icke-telecentriska linser och telecentriska linser. Bland dem är telecentriska linser uppdelade i telecentriska objektiv på objektsidan, telecentriska linser på bildsidan och bitelecentriska linser baserat på olika optiska vägegenskaper. Var och en av de tre har sina egna egenskaper när det gäller avbildningsnoggrannhet och tillämpningsscenarier.
I ett optiskt system kallas bilden av bländarbländaren i objektutrymmet för ingångspupillen, och bilden i bildrummet kallas utgångspupillen. Ingångspupillen, aperturmembranet och utgångspupillen står i ett konjugerat förhållande till varandra. Ljuset som passerar genom mitten av bländarstoppet kallas för huvudstrålen. Den passerar genom mitten av ingångspupillen och utgångspupillen samtidigt, vilket representerar den centrala riktningen av bildstrålen.
I den telecentriska optiska designen förblir huvudstrålen parallell med den optiska axeln på objektsidan eller bildsidan, vilket effektivt eliminerar perspektiveffekten. Detta är nyckeln till att skilja telecentriska linser från vanliga industrilinser.
Med den kontinuerliga förbättringen av kraven på noggrannhet och effektivitet för industriell inspektion, blir ultratelecentriska linser gradvis den centrala optiska konfigurationen i avancerade visuella inspektionslösningar, vilket ger mer solid teknisk support för intelligent tillverkning och automatiserad produktion.
Telecentrisk linsdesign
Design med hög telecentricitet
Telecentriska optiska system används i stor utsträckning inom området för visuella mätningar med hög precision, och deras telecentricitetsnivåer bestämmer direkt konsistensen av bildförstoring vid olika skärpedjup. Under designprocessen kontrollerade vi telecentricitetsindexet på 0,01 %-nivån, vilket effektivt säkerställde att skillnaden i bildförstoring av linsen vid olika djuppositioner inom skärpedjupsområdet är försumbar, vilket avsevärt förbättrade stabiliteten och tillförlitligheten hos mätresultaten. Denna design ger starkt stöd för appliceringen av bi-telecentriska linser vid högprecisionsdjupmätning, vilket ytterligare utökar dess applikationsutrymme inom området för precisionsvisuell mätning.
Den brytande optiska vägdesignen
begränsas av den optiska vägstrukturen. Traditionella telecentriska linser är vanligtvis stora i storlek och cylindriska till formen, vilket medför vissa svårigheter vid installation och fixering av utrustning, särskilt i automatiserade produktionslinjer med begränsat utrymme. För att lösa detta problem antog vi innovativt en brytningsstruktur för optisk väg. Genom flera optiska vägövergångar minskade vi avsevärt linsens totala storlek samtidigt som vi säkerställde bildprestanda, vilket minskade linsens totala längd med mer än hälften. Samtidigt, i kombination med mer bekväma installations- och positioneringsmetoder, förbättras anpassningsförmågan hos telecentriska linser i automatiserade produktionslinjer effektivt, vilket gör att bi-telecentriska produkter kan integreras närmare i faktiska produktionsscenarier.
Centrering optisk väg Strukturell design
Traditionella telecentriska linser använder oftast en gängad ringstruktur, som är sammansatt av flersegmentsmekanismer. Även om det är lätt att producera och montera kan det lätt påverka linsens övergripande koaxialitet och därigenom påverka bildkvaliteten. För att hitta en balans mellan monteringseffektivitet och bildprestanda introducerade vi en centrerande optisk vägstruktur under produktdesignstadiet, vilket säkerställer koaxialiteten mellan varje strukturell komponent genom centreringsmekanismen och optimerar monteringsprocessen. Denna design förbättrar effektivt linsens bildkvalitet och produktkonsistens, och ger en pålitlig garanti för kvalitetsstabilitet och utbyte vid massproduktion.
Hur man väljer industriella linser
I tillämpningar för precisionsmätning av syn, möter vanliga industriella linser ofta vissa begränsningar i faktisk användning, vilket huvudsakligen återspeglas i följande aspekter:
När det uppmätta objektet befinner sig i olika mätplan är det svårt att upprätthålla konsekvent bildförstoring;
Linsens distorsion är relativt stor, vilket påverkar dimensionell mätnoggrannhet;
Det finns ett uppenbart parallaxfenomen, det vill säga förändringar i objektavstånd kommer att orsaka förändringar i bildförstoring;
Linsens upplösning är begränsad och svår att möta behoven av högprecisionsdetektering;
Påverkad av den visuella ljuskällans geometriska egenskaper finns en viss osäkerhet i bildens kantposition.
För att lösa ovanstående problem kan telecentriska linser uppnå effektiva förbättringar genom sina unika optiska strukturer. Eftersom de huvudsakliga avbildningsstrålarna är ungefär parallella, kan den telecentriska linsen upprätthålla stabil och konsekvent förstoring inom ett specifikt arbetsavståndsområde, vilket avsevärt minskar mätfel orsakade av höjdförändringar och eliminerar i grunden effekterna av perspektiv och parallax på tolkningsresultat.
Samtidigt har telecentriska linser vanligtvis bättre bildkvalitet och lägre distorsionsprestanda. När de används med högupplösta sensorer och mätprogramvara kan de uppnå exakta dimensionsmätningar med hög repeterbarhet och konsistens. På grund av detta har telecentriska linser blivit viktiga optiska komponenter i tillämpningsscenarier som högprecisionsmätning och metrologisk inspektion, och används ofta i maskinseendesystem som kräver hög mätnoggrannhet och stabilitet.
Förmåga att välja objektiv och applikationsfall
Ett vanligt talesätt är: Maskinseende är i huvudsak att använda maskiner för att ersätta mänskliga ögon för mätning och bedömning. Ett komplett maskinseendesystem består vanligtvis av industriella kameror, linser, ljuskällor, bildbehandlingssystem och ställdon. Bland dem är industriella linser en nyckelbro som förbinder den fysiska världen och bilddata. Huruvida deras val är rimligt påverkar direkt systemets bildkvalitet och detekteringsnoggrannhet, och är en central länk som inte kan ignoreras i visuell systemdesign.
I maskinseendesystem är bildkvaliteten grunden för all analys och bedömning, och linsen är nyckelfaktorn som bestämmer bildens klarhet, distorsionskontroll och synfältsområde. En lämplig lins kan exakt återställa den verkliga storleken och detaljerade egenskaperna för objektet som mäts, och tillhandahålla stabil och tillförlitlig datainmatning för back-end-algoritmen; omvänt, om objektivet är felaktigt valt, kan problem som otillräcklig upplösning, överdriven distorsion och felaktigt skärpedjup uppstå, vilket inte bara kommer att öka svårigheten med bildbehandling, utan också direkt påverkar noggrannheten och konsistensen av detekteringsresultaten. Därför är vetenskapligt och rimligt urval av linser i ett tidigt skede av systemdesign en viktig förutsättning för att säkerställa prestandan hos maskinseendesystemet.
Med den utbredda tillämpningen av maskinseendeteknik inom elektronisk tillverkning, bilindustri, förpackning och tryckning, livsmedelsförädling, medicinska tester och andra industrier, blir kraven på linser i olika scenarier alltmer varierande. Det finns betydande skillnader i storlek, struktur, krav på noggrannhet och installationsutrymme för de föremål som mäts. Detta gör att objektivval inte längre är en enkel parametermatchning, utan kräver en omfattande utvärdering baserad på specifika tillämpningar. Därefter kommer vi att utgå från vanliga linstyper och deras egenskaper, kombinerat med faktiska tillämpningsfall, för att ytterligare utforska nyckelidéerna och praktiska metoderna för val av industriella linser.
Sammanfattningsvis,Rimligt urval av industriella linser är grunden för stabil drift och högprecisionsdetektering av maskinseendesystem. Telecentriska linser, med sin unika optiska struktur och bildegenskaper, visar oersättliga fördelar inom området precisionsmätning och högkonsistensdetektion. Från kärndesigner som hög telecentricitet och centrerade optiska banor till avbildning och mättestverifiering utförd under faktiska arbetsförhållanden, telecentriska linser har inte bara tekniska fördelar i teorin, utan visar också stabila och pålitliga mätprestanda i praktiska tillämpningar. Med den kontinuerliga förbättringen av industriella inspektionskrav för noggrannhet, effektivitet och konsistens, blir telecentriska linser gradvis en viktig del av avancerade maskinseendesystem, vilket ger ett mer solidt optiskt skydd för intelligent tillverkning och automatiserad produktion.
