광학 측정 기계에서 조명 시스템은 단순한 "보조 구성"이 아닙니다. 이는 측정 안정성과 반복성을 결정하는 핵심 요소입니다. 광학 부품과 측정 소프트웨어가 동일하더라도 조명 방식만 변경해도 결과에 큰 차이가 발생할 수 있습니다. 따라서 측정 정확도를 보장하려면 엔지니어링 관점에서 다각도 조명의 원리를 이해하는 것이 필수적입니다.
1. 다각도 조명 시스템의 핵심 설계 목표
광학 측정은 치수를 직접 측정하지 않습니다. 대신 빛 → 물체 → 회색조 변형 → 알고리즘 → 기하학적 경계 → 치수 계산 등 완전한 체인을 따릅니다. 조명 시스템은 이 과정에서 중요한 역할을 합니다.
안정적이고 반복 가능한 그레이스케일 변형 생성
측정은 절대 밝기가 아닌 그레이스케일 그라데이션에 의존하는 가장자리 감지에 의존합니다. 안정적인 그라데이션은 반복 가능한 결과를 보장합니다. 예를 들어, 얇은 시트 부품의 외경을 측정할 때 윤곽 조명을 사용하면 고대비 흑백 가장자리가 생성되므로 소프트웨어가 동일한 가장자리 위치를 일관되게 감지하고 조명 변화로 인한 오인을 방지할 수 있습니다.
표면 효과를 최소화하면서 실제 기하학적 가장자리를 향상
표면 재질, 질감 및 오염으로 인해 잘못된 회색조 변경이 발생하여 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 적절한 조명을 사용하면 가장자리가 표면 반사나 텍스처가 아닌 기하학적 경계에 의해 주로 생성됩니다. 예를 들어, 스탬핑된 금속 부품에 하단 투과 윤곽광을 사용하면 재료 색상이나 광택에 영향을 받지 않고 높은 반복성과 함께 선명한 가장자리를 얻을 수 있습니다.
모서리 추출 알고리즘을 위한 일관된 그라데이션 조건 제공
알고리즘은 회색조 전환만 감지할 수 있으며 물리적 기하학을 해석할 수 없습니다. 다중 각도 조명은 일관된 그라데이션을 제공하여 알고리즘이 가장자리를 안정적으로 찾을 수 있도록 돕습니다. 예를 들어 계단 높이 측정에서 각도가 고정된 링 조명이나 측면 조명을 사용하면 균일한 그라데이션이 보장되어 반복성이 향상됩니다.
빛부터 측정까지 전체 체인 제어
정확도는 렌즈나 소프트웨어뿐만 아니라 전체 광학 이미징 체인의 조정에 따라 달라집니다. 적절한 조명을 사용하면 그레이스케일 변경 사항이 중요한 가장자리 위치에 집중되어 알고리즘 점프나 불연속성을 방지할 수 있습니다. 반사율이 높은 유리 부품의 경우 동축 조명은 표면 질감 간섭을 억제하여 안정적인 가장자리 감지를 제공할 수 있습니다.
다양한 공작물 특성 및 측정 요구 사항에 맞게 조정
가공물은 매우 다양합니다. 얇은 투명 부품, 스탬핑 금속, PCB, 유리 및 고반사 재료는 모두 조명 요구 사항이 다릅니다. 다중 각도 조명을 사용하면 윤곽, 표면 및 동축 조명을 유연하게 조합하여 최적의 측정을 얻을 수 있습니다. 예를 들어 측면 조명은 작은 모따기를 향상시키는 반면 윤곽 조명은 외부 또는 내부 직경에 더 좋습니다.
환경 및 외부 영향 완화
공장 환경, 약간의 기울어짐 또는 반사는 측정 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 다중 각도 조명은 이러한 요인을 보완하여 실제 생산 환경에서 반복 가능한 결과를 보장합니다. 예를 들어 연속 스탬핑 부품을 검사하는 생산 라인에서 윤곽 조명과 링 조명을 결합하면 가장자리 선명도를 유지하고 표면 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다.
2. 엔지니어링 실무 요약
엔지니어링 관점에서 볼 때 다중 각도 조명 디자인은 밝기나 미학 그 이상입니다. 이는 측정 안정성과 정밀도의 핵심입니다. 실제 경험에 따르면 다음과 같습니다.
모서리 형성은 설명 가능해야 하며 기하학적 특징과 일치해야 합니다.
광원 각도와 유형은 재료, 구조, 특징 크기에 따라 선택해야 합니다.
회색조 그라데이션 안정성은 반복성의 핵심입니다.
복잡한 구성 요소를 포괄적으로 측정하려면 윤곽, 표면 및 동축 조명의 조합을 최적화해야 합니다.
결론적으로 광학 측정기의 다각도 조명은 광학 설계의 일부일 뿐만 아니라 측정 정확도와 신뢰성을 근본적으로 보장합니다. 적절한 설계, 엔지니어링 검증 및 현장 적용을 통해서만 광학 측정 기계가 정밀 검사에서 최대의 가치를 제공할 수 있습니다.