В связи с постоянным развитием миниатюризации и повышением точности в современном производстве, к системам измерения размеров предъявляются всё более высокие требования к точности и скорости. Традиционные методы визуального измерения зачастую не позволяют достичь баланса между эффективностью и точностью. Система быстрого измерения изображений становится важнейшим инструментом контроля качества благодаря бесконтактному измерению, высокой точности и быстрому отклику.
В этой статье подробно рассматриваются три основные технологии системы: двойные телецентрические объективы с двойным увеличением, 20-мегапиксельная ПЗС-камера высокого разрешения и регулируемая многоракурсная система освещения, а также практические примеры применения, демонстрирующие преимущества их производительности.
1. Двойные телецентрические объективы с двойным увеличением: точные измерения даже при значительных различиях в размерах
Обычные объективы могут приводить к ошибкам измерения при измерении ступенчатых или неровных поверхностей из-за параллакса и искажений. В отличие от этого, система быстрого измерения изображения использует два телецентрических объектива с улучшенной телецентричностью. Это гарантирует, что световые лучи перпендикулярны датчику изображения по всему полю зрения, минимизируя искажения.
Преимущества телецентрических объективов распространяются на всё изображение, включая края. Даже если измеряемый объект имеет ступеньки, выступы или сложную геометрию, высокоточные измерения можно выполнять без необходимости изменения положения объекта.
Пример: при контроле алюминиевой подложки с шагом 0,5 мм традиционные линзы могут давать искаженные и размытые края. Однако с двумя телецентрическими линзами контуры краев остаются четкими, а повторяемость улучшается до ±1 мкм.
2. 20-мегапиксельная ПЗС-камера высокого разрешения: четкое изображение микрообъектов
Разрешение измерительной системы определяет точность обнаружения мельчайших структур. Эта система использует 1-дюймовую монохромную ПЗС-камеру с 20 миллионами эффективных пикселей — вдвое больше, чем у обычных систем. Более высокое разрешение обеспечивает более детальное изображение, что позволяет надёжно обнаруживать мельчайшие заусенцы, трещины и микрокромки.
Кроме того, система позволяет переключаться между объективом высокого разрешения и широкоугольным объективом. В зависимости от детали, пользователи могут выбрать «точный режим» или «режим широкоугольного измерения», обеспечивая быстрое и точное измерение размеров.
Пример: при осмотре скоса 0,1 мм на металлической рамке ноутбука камера высокого разрешения получает чёткое изображение с погрешностью измерения менее ±2 мкм. Для пластиковых корпусов переключение на широкоугольный объектив позволяет полностью распознать край на одном изображении, что значительно экономит время.
3. Регулируемая система освещения: оптимальное освещение для выделения краев
Чёткость изображения во многом зависит от конструкции освещения. Эта система объединяет кольцевые, коаксиальные, косоугольные и щелевые источники света в одном устройстве. Пользователи могут быстро переключать комбинации освещения с помощью программного обеспечения в зависимости от текстуры поверхности, цвета и отражательной способности.
Что ещё важнее, система оснащена встроенными датчиками яркости и интеллектуальным управлением освещением. Она может автоматически регулировать яркость, угол и высоту освещения в зависимости от окружающей среды и отражающей способности материала, чтобы повысить контрастность краёв и обеспечить точность измерений.
Пример: при инспекции прозрачных световодов система выявляет слабые края и сильные фоновые помехи, автоматически переключаясь на комбинацию синего косоугольного и кольцевого освещения и точно настраивая угол. Это обеспечивает высокую контрастность краев на изображении, что облегчает точное определение размеров программным обеспечением.
Заключение
Система быстрого измерения изображений объединяет в себе высокотелецентричные объективы, визуализацию высокого разрешения и интеллектуальное освещение, обеспечивая быстрое, точное и стабильное решение для бесконтактных измерений. Она широко используется в 3C-электронике, прецизионных пресс-формах, медицинских приборах и новых отраслях энергетики, являясь важнейшим инструментом современного прецизионного контроля.
По мере дальнейшего развития систем распознавания изображений на базе искусственного интеллекта и многостанционной автоматизации ожидается, что такие системы станут еще более интеллектуальными и автономными, определяя будущее высокоэффективного контроля качества.