في أعمال التصنيع وفحص الجودة اليومية، غالبًا ما تكون هناك حالات تتطلب تأكيد أبعاد القطعة أو شكلها المحيطي. خاصةً بالنسبة للأجزاء ذات الثقوب الدقيقة أو الأشكال غير المنتظمة أو الزوايا المتعددة، يصعب الحصول على نتائج دقيقة باستخدام الفرجار أو الميكرومتر فقط، دون المخاطرة بتلف القطعة. في مثل هذه الحالات، لا يزال جهاز عرض الملامح أداة شائعة الاستخدام وموثوقة.
جهاز عرض الملامح ليس تقنية جديدة، فقد استُخدم على نطاق واسع في صناعة القوالب، وختم المعادن، ومعالجة المطاط، وغيرها من الصناعات المماثلة لعقود. طريقة عمله بسيطة نسبيًا، وتعتمد أساسًا على مفهوم أساسي واحد: التصوير الإسقاطي البصري.
1. ما هو مبدأ التصوير؟
يعتمد مبدأ عمل جهاز عرض الشكل على عرض شكل الجسم المُقاس على شاشة باستخدام الضوء والبصريات. يتيح هذا للمشغلين رؤية صورة مُكبّرة للجسم وقياسها. تتبع العملية بأكملها مبادئ البصريات الهندسية، وتتكون من الخطوات التالية:
(1) يسلط الضوء على الجزء
تبدأ كل عملية تصوير بالإضاءة. وحسب الاستخدام، يستخدم جهاز العرض الضوء المنقول (من الأسفل) أو الضوء المنعكس (من الأعلى). وتستخدم معظم القياسات الضوء المنقول. على سبيل المثال، عند وضع غسالة معدنية على المنصة الزجاجية، يخترق الضوء السفلي، فتحجب الغسالة جزءًا منه، مكونةً إطارًا ظليًا.
(2) الجزء يحجب الضوء أو يعكسه
تتفاعل هندسة الأجزاء المختلفة مع الضوء بطرق مختلفة. فالحواف تحجب الضوء وتُلقي بخطوط واضحة، بينما تعكس تفاصيل السطح الضوء وتُظهر علامات وزوايا وشقوقًا. ويؤثر شكل الجسم بشكل مباشر على المسار البصري والصورة الناتجة.
(3) يمر الضوء عبر عدسة مكبرة لتكوين صورة
تُكبّر مجموعة من العدسات ذات التكبير الثابت (مثل 10×، 20×، 50×) الصورة البصرية. يُظهر التكبير العالي تفاصيل أدق، ولكنه يُقلّل المساحة المرئية. تُعدّ جودة العدسات ومحاذاتها أمرًا بالغ الأهمية لوضوح الصورة وموثوقية القياس.
(4) يتم عرض الصورة المكبرة على الشاشة
تُعرض الصورة المُشكّلة على شاشة زجاجية مُثلّجة، غالبًا ما تكون دائرية، وتُطبع بخطوط مرجعية وعلامات زوايا. وحسب التصميم البصري، قد تكون الصورة عمودية أو معكوسة. وهذا يُتيح للمُشغّل مُقارنة الجسم الفعلي بالرسومات أو خطوط المقياس مُباشرةً.
(5) يقوم المشغل بالمراقبة والقياس باستخدام الصورة المسقطة
باستخدام الصورة المسقطة وخطوط المرجع، يقيس المشغّلون المسافات والزوايا ومواضع الثقوب وغيرها. تتم العملية دون تلامس، مما يُجنّب إتلاف الأجزاء الناعمة أو الصغيرة، كما يُسهّل التباين العالي رؤية الحواف.
2. لماذا يهمنا هذا المبدأ؟
لا تتطلب هذه الطريقة برامج معقدة أو خوارزميات معالجة صور. بل تعتمد على مسارات بصرية مستقرة وميكانيكا دقيقة. تُعدّ هذه البساطة ميزةً مميزة، خاصةً في عمليات التفتيش الروتينية.
وتشمل الأمثلة الشائعة ما يلي:
التحقق من وجود نتوءات على الأجزاء المثقوبة
قياس الأقطار الخارجية/الداخلية للحلقات المطاطية
التحقق من تناسق القذائف البلاستيكية المصبوبة
تأكيد مسافات الميزات على المكونات المعدنية الصغيرة
على الرغم من استخدام أدوات أكثر تقدمًا مثل أنظمة الرؤية وأجهزة قياس الإحداثيات في بعض الحالات، فإن جهاز عرض الملف الشخصي يظل أداة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة للعديد من مهام القياس ثنائية الأبعاد.
3. الأفكار النهائية
يُحوّل جهاز عرض الملامح الخطوط الخارجية المادية إلى صور بصرية مُكبّرة ومرئية باستخدام عملية عرض بسيطة. لا حاجة للتلامس أو التخمين الرقمي، فقط خطوط خارجية واضحة على الشاشة.
على الرغم من أنه غير مصمم للبيانات ثلاثية الأبعاد أو الأتمتة الذكية أو التفتيش عالي السرعة، فإن طبيعته البديهية وقدرته على تحمل التكاليف ودقته في مهام القياس البسيطة ثنائية الأبعاد تجعله أداة عملية في العديد من المصانع وغرف التفتيش.
يساعد فهم هذا المبدأ المشغلين على اختيار الأدوات المناسبة للعمل ويجعل مهام التفتيش اليومية أكثر كفاءة وتناسقًا.