В оптических измерительных машинах система освещения не является просто «вспомогательной конфигурацией»; это основной фактор, определяющий стабильность и повторяемость измерений. Даже если оптические компоненты и измерительное программное обеспечение идентичны, простое изменение метода освещения может привести к значительным различиям в результатах. Поэтому понимание принципов многоугольного освещения с инженерной точки зрения необходимо для обеспечения точности измерений.
<р>1. Основные цели проектирования многоугольных систем освещенияОптические измерения не измеряют размеры напрямую; вместо этого он следует полной цепочке: свет → объект → вариация оттенков серого → алгоритм → геометрическая граница → вычисление размеров. Система освещения играет решающую роль в этом процессе:
Создание стабильных и повторяемых вариаций оттенков серого
Измерения основаны на обнаружении краев, которое зависит от градиентов оттенков серого, а не от абсолютной яркости. Стабильные градиенты обеспечивают повторяемость результатов. Например, при измерении внешнего диаметра тонколистовых компонентов использование контурного освещения создает высококонтрастные черно-белые края, что позволяет программному обеспечению постоянно определять одно и то же положение края и избегать ошибочной идентификации из-за изменений освещения.
Улучшение реальных геометрических кромок при минимизации поверхностных эффектов
Материал поверхности, текстура и загрязнение могут привести к ложным изменениям оттенков серого, влияя на точность. Правильное освещение гарантирует, что края в первую очередь создаются геометрическими границами, а не отражением поверхности или текстурой. Например, использование контурного света, пропускаемого снизу, для штампованных металлических деталей обеспечивает четкие края с высокой повторяемостью, на которую не влияет цвет или блеск материала.
Обеспечение согласованных условий градиента для алгоритмов выделения краев
Алгоритмы могут обнаруживать только переходы в оттенках серого и не могут интерпретировать физическую геометрию. Многоугольное освещение может обеспечить постоянные градиенты, помогая алгоритмам надежно определять края. Например, при измерении высоты ступеньки использование кольцевого или бокового света с фиксированными углами обеспечивает равномерные градиенты и повышает повторяемость.
Управление всей цепочкой от света до измерения
Точность зависит не только от объектива или программного обеспечения, но также от координации всей цепочки оптического изображения. Правильное освещение гарантирует, что изменения оттенков серого будут сосредоточены в критических местах на краях, избегая скачков или разрывов алгоритма. Для стеклянных компонентов с высокой отражающей способностью коаксиальный свет может подавлять интерференцию текстур поверхности, обеспечивая стабильное обнаружение краев.
Адаптация к различным характеристикам деталей и требованиям к измерениям
Заготовки сильно различаются: тонкие прозрачные детали, штампованные металлы, печатные платы, стекло и материалы с высокой отражающей способностью — все они имеют разные потребности в освещении. Многоугольное освещение позволяет гибко комбинировать контурное, поверхностное и коаксиальное освещение для достижения оптимальных измерений. Например, боковой свет лучше подходит для небольших фасок, а контурный свет лучше подходит для наружных или внутренних диаметров.
Снижение воздействия окружающей среды и внешних воздействий
Заводская среда, небольшие наклоны или отражения могут повлиять на стабильность измерений. Многоугольное освещение может компенсировать эти факторы, обеспечивая повторяемые результаты в реальных производственных условиях. Например, на производственных линиях, проверяющих непрерывно штампованные детали, сочетание контурного и кольцевого освещения помогает сохранить четкость кромок и уменьшить влияние поверхностных помех.
С инженерной точки зрения конструкция многоугольного освещения — это больше, чем просто яркость или эстетика; это ключ к стабильности и точности измерений. Практический опыт показывает:
Формирование кромок должно быть объяснимым и соответствовать геометрическим особенностям.
Угол и тип источника света следует выбирать в зависимости от материала, структуры и размера объекта.
Стабильность градиента оттенков серого имеет решающее значение для повторяемости.
Комбинации контурного, поверхностного и коаксиального освещения должны быть оптимизированы для комплексного измерения сложных компонентов.
В заключение, многоугольное освещение в оптических измерительных машинах является не только частью оптической конструкции, но и фундаментальной гарантией точности и надежности измерений. Только благодаря правильному проектированию, инженерной проверке и применению в полевых условиях оптические измерительные машины могут обеспечить максимальную эффективность прецизионного контроля.