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為工業化而生—遠心光學探秘(二)
發布時間:2015-11-09 點擊量:4141

隨著工業領域越來越高的檢測需求,普通光學鏡頭也逐漸難以滿足要求,會存在有一定的制約因素,例如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當光源干擾下造成邊界的不確定性等問題,進而影響測量的精度;而遠心鏡頭能有效降低甚至消除上述問題,因此遠心鏡頭已經成為精密光學檢測系統決定性的組件,其應用領域也越來越廣泛。下面簡單介紹一下遠心鏡頭在工業中的應用及案例:

有厚度及深度物體的檢測有厚度及深度物體的檢測

檢測對象:齒輪(如右圖)

特征:柱狀呈臺階式,最大厚度12mm,內有貫穿孔

檢測需求:齒輪呈倒立狀檢測外形尺寸、通孔直徑

問題:

1.普通鏡頭拍攝時由于視差,導致變形,影響測量結果

2.普通鏡頭拍攝的孔有虛影,影響測量

解決方案:

使用雙遠心鏡頭BT-2364搭配遠心光源,景深18mm,無視差,無虛影,拍攝得到圖像呈平面,邊緣輪廓精度高

透光物體的檢測

檢測對象:玻璃瓶

特征:瓶身呈直徑為22mm的圓柱狀,透明,反光

檢測需求:檢測玻璃瓶的外形輪廓

問題:

普通鏡頭拍攝由于反光干擾,邊緣有虛影

解決方案:

使用雙遠心鏡頭BT-2396搭配遠心光源,無視差,無虛影,拍攝得到圖像呈平面,邊緣輪廓精度高

檢測帶孔徑、三維物體的外形尺寸

檢測對象:鈦金屬零件

檢測帶孔徑、三維物體的外形尺寸特征:柱狀,內部有貫穿孔,孔深36mm,零件端面到孔端面11mm

檢測需求:檢測零件外形尺寸、孔尺寸及空間位置關系

問題:

1.普通鏡頭無法保證孔和端面都對焦清楚;

2.普通鏡頭拍攝的孔有虛影,影響測量。

解決方案:

使用雙遠心鏡頭BT-23144,足夠大景深90mm,無視差,無虛影,拍攝得到圖像呈平面,孔及端面外徑都對焦清晰。

 精密測量

檢測對象:彈簧

特征:圓柱形、螺旋狀分布

檢測需求:檢測彈簧外形尺寸

問題:

1.由于物距、角度偏差等原因普通鏡頭無法保證各邊對焦清楚

2.普通鏡頭解析度差,無法清楚地拍攝出彈簧邊緣輪廓

解決方案:

使用雙遠心鏡頭BT-2356搭配遠心光源,全視場無視差,物距、角度偏差對測量零誤差影響,拍攝得到圖像呈平面且邊緣輪廓清晰,對比度高。

高精度檢測

檢測對象:載玻片

特征:透明反光玻璃薄片,表面有非常細微瑕疵

檢測需求:檢測載玻片表面劃傷、擦傷、臟污等等高精度檢測

問題:

普通鏡頭由于解析度差加上反光干擾,即使搭配高分辨率相機也無法拍攝到瑕疵

解決方案:

使用遠心鏡頭BT-2348,搭配透射式照明,可得到完美解決。

從上面的案例我們可以看出對于不同的檢測物或不同的檢測要求,所設定的檢測方法也是不盡相同。BTOS遠心光學系統公司在與客戶的長期合作中,發現客戶迫切的需要一些精準、易用的測試條件來完成各項遠心實驗工作,對此,遠心公司根據雙遠心鏡頭及照明條件也設計了幾種簡單易操作的鏡頭搭配臺架。目前工業檢測中常用到的搭配方式主要有下面幾種:

遠心鏡頭搭配透射式照明

左圖為BTOS遠心光學的BT-MVT-B雙遠心立式試驗臺。

使用這種檢測方式的優點:

測量檢測無需標定;

大縱深不同物距一次成像;

無二次光干擾,邊角輪廓銳利;

全視場無視差;

全畸變小于0.1%

 

遠心鏡頭搭配反射式照明

右圖為BTOS遠心光學的BT-MVT-A雙遠心立式試驗臺。

使用這種檢測方式的優點:

高精度瑕疵及字符檢測的唯一選擇;

無需工件定位及視野標定;

空間曲面一次檢測;

更高的衍射極限,細節表現更精準。

遠心鏡頭搭配遠心光源

下圖為BTOS遠心光學的BT-MHT雙遠心臥式試驗臺。

T雙遠心臥式試驗臺使用這種檢測方式的優點:

邊緣輪廓高精度檢測的唯一選擇;

物距、角度偏差對測量零誤差影響;

透光物體(塑膠、玻璃等)無反光干擾;

全視場無視差。

 

 

BTOS遠心公司設計思路—契合工業化應用

簡單、魯棒的設計是精密光學機械校準與高級光學性能的基礎。BTOS遠心公司的鏡頭均為密閉型,可高度防塵、防潮。為了保證遠心度、景深等光學參數放棄了光圈調整;為防止震動或誤操作導致鏡頭失調或散落,去除了調焦機制,保證了鏡頭在景深范圍內畸變變化小于0.1%。

在設計光學器件、機械件時,BTOS遠心公司還考慮到靈活多變的適配,為了保證在設備里安裝調試,口徑過大的鏡頭采用內外法蘭的結構,一個產品多種結構,多種方式安裝調試,符合工業需求。

來源:中國機器視覺商城
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