Какви са предимствата на телесентрична леща в видеоизмервателна система?

Ако работите с какъвто и да е тип оптични измервателни системи, вероятно вече знаете колко важен е обективът в една измервателна система. Той е „окото“ на системата и, подобно на човешкото око, ако не вижда или не измерва правилно нещо, цялата система ще бъде неточна. Именно затова изборът на подходящи обективи за всяка система за видеоизмерване е изключително критичен.

Сред асортимента обективи на пазара телесентрите обективи са най-добрите варианти, когато става въпрос за максимална точност и прецизност. Те не са най-евтините обективи и не всяка видеоизмервателна система има нужда от телесентрите обективи; обаче, когато става въпрос за видеоизмервателни системи, при които точните измервания са от първостепенно значение — например, когато измервателните обекти имат значителни вариации по височина или дълбочина, — телесентрите обективи са най-подходящи. В този текст ще бъдат обяснени причините, поради които телесентрите обективи са най-добри, както и предимствата, които те предлагат.

Какво е особеното в един телесентричен обектив?

Преди да разберете предимствата на телесентричните обективи, трябва да разберете какви са разликите в принципите на работа на телесентричен обектив спрямо стандартен обектив. Стандартните или обикновени обективи работят по същия начин, по който работят човешките ни очи. Обектите, които са по-далече, изглеждат по-малки или по-отдалечени, а тези, които са по-близо, изглеждат по-големи и по-близо. Това е това, което наричаме перспектива. В фотографията това не представлява проблем, но при измерванията води до грешка и не е приемливо. Телесентричният обектив е конструиран така, че да премахне тази перспективна деформация. Той наблюдава обекти на различни разстояния с еднакъв мащаб. Така че независимо дали елементът, който измервате, се намира точно във фокалната равнина или леко над или под нея, обективът го показва с еднакъв размер. Това е революционно за измерванията, тъй като премахва един от най-големите източници на вариации при оптическата инспекция.

Паралаксът е сериозен проблем при измерванията

Много досаден проблем при оптичните измервания е грешката поради паралакс. Тя възниква, когато обектът, който измервате, има известна дебелина или не лежи напълно равномерно върху стъклото на микроскопа. При типична леща, ако частта се премести леко нагоре или надолу, изглежда, че измерването се е променило. Контурите изглеждат като че се местят. Вашето измерване става непостоянно.

Такива проблеми могат да бъдат решени чрез използване на телесентрични лещи. Телесентричните лещи поддържат постоянното разстояние между лещата и обекта и осигуряват постоянен коефициент на увеличение. Това означава, че измерванията ще бъдат последователни, дори ако компонентът не е позициониран идеално. Това е особено полезно при измерване на машинно обработени части със стъпала, отвори и други сложни триизмерни геометрии. Не е необходимо да се безпокоите дали компонентът е поставен плътно до повърхността — телесентричната леща компенсира тази вариация за вас.

Точност и повторяемост на измерванията в цялото поле на зрение

Изображението, създадено от стандартните лещи, не е равномерно и се изкривява около ръбовете. Например, в центъра на изображението един плосък обект може да изглежда равномерен, но когато се приближаваме към ъглите, поради промените в увеличението обектът може да изглежда с различна форма и размер. В областта на прецизното измерване дори най-малкото изкривяване може да бъде измерено.

Технологията на телесентрисни лещи е технология за прецизно измерване. Тя осигурява последователна производителност от центъра до ръбовете на цялото поле на зрение, за разлика от стандартните лещи. Това означава, че измерванията могат да се извършват върху всеки елемент в рамките на цялото измервателно поле, без опасения от прекалено големи позиционни грешки. Това е особено важно при измерването на компоненти с множество елементи в цялото измервателно поле.

Подобрено управление на дълбочината и височината

В една видеоизмервателна система често се налага да се измерват характеристики, разположени на различни височини. Помислете за детайл с издадена част („бос“), или за отвор с конусовидно разширение („контрбуор“). Горната повърхност и дъното на отвора са на различни дълбочини. При използване на стандартна леща е трудно да се заснеме тази дълбочина, тъй като дълбочината на фокусиране на лещата се влияе от променящото се разстояние. Това обикновено изисква сложни калибрации или добавяне на множество сензори.

Телескопичните лещи предлагат решение на предизвикателствата, свързани с дълбочината, тъй като осигуряват постоянна увеличителна способност. При използването на такива лещи вариациите във височината не представляват проблем. Независимо дали дадена характеристика е по-високо или по-ниско разположена спрямо съседните ѝ, лещата запазва постоянното си разстояние до всяка характеристика. Именно това прави телескопичните лещи ценни при измерването на детайли като форми и матрици със сложна геометрия.

По-малка чувствителност към вариации в осветлението

Специалистите в областта на оптичните измервания са единодушни, че светлината и условията на осветяване са от критично значение. Стандартните лещи често са подложени на влиянието на вариациите в осветяването. Може да възникне дрейф на измерванията при промяна на източника на осветяване или при различни отражения от повърхността на измерваната детайл.

Телесентричните лещи обикновено осигуряват по-голяма прецизност. Конструкцията им улавя лъчи, разпределени по-равномерно, въпреки минималните вариации в нивото на осветяване. Игнорирането на правилното осветяване ще повлияе на резултатите, но в много по-малка степен, отколкото при други видове измервания. За натоварени цехове, където условията на осветяване се променят при всяко измерване, телесентричните лещи осигуряват необходимата прецизност за висока продуктивност.

Измеримо влияние върху надеждността

Всички посочени по-горе предимства заедно водят до измервателна система, която функционира надеждно. Времето ви не се губи за настройка на положението на детайла. Не изпитвате стрес относно необходимостта детайлът да е напълно равен. Осигуряват се последователни измервания дори при сложни геометрични конфигурации.

Съществуват още много практически предимства, свързани с този ниво на надеждност. Тя повишава качеството на данните за контрол. Вие предоставяте точните числови стойности в отчетите за клиенти и инспекции. Управлявате производствените процеси с увереност в достоверността на предоставените данни. Това е основата на ефективния контрол на качеството.

Кога да се използва телецентричен обектив

Телесентрите обективи са отличен избор за някои приложения, но не винаги са задължителни. Ако приложението ви включва измерване на прости, плоски двумерни детайли, които лежат плътно върху стадиото, обективът няма да окаже значително влияние. Ако приложението ви включва измерване на тримерни детайли с вертикални елементи, телесентрите обективи ще осигурят значителни предимства.

Прецизното машинно обработване, производството на автомобилни части и изработката на форми са добри примери за отрасли, които биха имали полза от използването на телесентрите обективи. Това са отрасли, които поставят най-високи изисквания към системите за видеоизмерване, а тези системи са проектирани така, че да осигуряват резултати с високо ниво на точност.

Мислене за цялата система

Телесентрината леща допринася за по-голяма система, която включва строги принципи на измерване. Телесентрината леща трябва да бъде добре интегрирана с камерата, софтуера и хардуера. За да реализира телесентрината леща своя потенциал, цялата система трябва да бъде проектирана с оглед на принципите на измерване, а не само самата леща.

Телесентрината леща ви позволява да извършвате с увереност измервания на различни типове компоненти и допринася за намаляване на несигурността при измерването. Освен това тя дава възможност на вашите оператори да се съсредоточат върху своите задачи, вместо да се занимават с непоследователности при измерването.

Заключение

Качественият обектив е задължителен за всеки сериозен размерен инспекционен процес и не трябва да се разглежда като второстепенен елемент. Те предлагат специфични предимства, които оказват значително влияние върху телесентричните обективи. Те елиминират грешките от паралакс и запазват постоянен коефициент на увеличение по цялото поле на зрение. Те се справят с променливи дълбочини и височини на компонентите и осигуряват стабилни резултати, които са по-малко подложни на влиянието на различните условия на околна осветеност.

Всички тези предимства са свързани с един-единствен принцип: те повишават надеждността на вашата видеоизмервателна система. Когато вашата измервателна система е надеждна, вие можете да бъдете сигурни, че качеството ви също е надеждно. Това е основният резултат.