Я работаю в сфере прецизионных оптических измерений уже более двадцати лет и понимаю, насколько важны условия освещения для видеоизмерительных машин (ВИМ). ВИМ получает изображения деталей и извлекает информацию о их размерах и форме для точных измерений. Однако даже высокоточные оптические системы могут давать погрешности измерений при неправильном проектировании освещения.
Значения в градациях серого, получаемые камерой, напрямую отражают яркость поверхности детали. Слабое освещение увеличивает шум изображения, потенциально скрывая края, в то время как чрезмерное освещение может привести к перенасыщению изображения и потере деталей на краях. Что ещё важнее, неравномерное освещение создаёт локальные блики или тени, что влияет на определение краев и приводит к их неправильной идентификации или пропуску.
В ранних проектах неравномерное освещение часто приводило к нестабильному обнаружению кромок. Например, при измерении партии пластиковых шестерёнок незначительные отражения на вершинах шестерёнок ошибочно принимались за кромки, в то время как впадины оставались нечёткими, что приводило к отклонению результатов измерений более чем на 0,02 мм. В прецизионных механических деталях такие отклонения могут напрямую влиять на качество сборки. Многолетний опыт показал, что эта проблема связана не только с оптической точностью, но и тесно связана с схемой освещения.
Для повышения стабильности измерений рекомендуется использовать равномерное и контролируемое освещение, например, кольцевую светодиодную подсветку, коаксиальное освещение или комбинации косого освещения. Для прозрачных или полупрозрачных деталей рассеянное или двойное освещение может уменьшить блики и тени. Правильная регулировка угла падения света и интенсивности значительно повышает чёткость изображения и надёжность распознавания кромок.
Кроме того, регулировка яркости крайне важна. Балансировка оттенков серого и компенсация фона позволяют стабилизировать локальные перепады яркости, смягчая влияние неравномерного освещения. Я обнаружил, что при измерении электронных компонентов эти методы обеспечивают надежные результаты даже при переменном освещении.
Свойства материалов также влияют на освещение. Гладкие, отражающие или прозрачные поверхности склонны к бликам, а текстурированные поверхности могут создавать тени. Сочетание оптической конструкции, схем освещения и характеристик материалов имеет ключевое значение для обеспечения точности измерений. Например, при измерении профиля стеклянной линзы добавление коаксиального источника света и регулировка углов могут эффективно снизить помехи, вызванные освещением.
Подводя итог, можно сказать, что интенсивность и равномерность освещения критически важны для точности оптических измерений. Обладая более чем двадцатилетним опытом работы в этой области, я считаю, что для достижения стабильных и точных результатов в сложных условиях необходимы тщательное проектирование освещения, регулировка яркости и учёт материалов обрабатываемой детали. Координация этих факторов обеспечивает надёжные и стабильные измерения.