Wat zijn de voordelen van een telecentrische lens in een videosmeetinstallatie?

Als u werkt met welk type optisch meetsysteem dan ook, weet u hoe belangrijk een lens is in een meetsysteem. Het is het ‘oog’ van het systeem, en net als het menselijke oog leidt een onjuiste waarneming of meting tot onnauwkeurigheid van het gehele systeem. Daarom is de keuze van de juiste lens in elk videosysteem voor metingen uiterst kritiek.

Van het aanbod lenzen op de markt zijn telecentrische lenzen de beste optie wanneer het gaat om maximale nauwkeurigheid en precisie. Ze zijn niet de goedkoopste lenzen, en niet elk videosmeetssysteem heeft telecentrische lenzen nodig. Wanneer echter bij videosmeetssystemen nauwkeurige metingen het belangrijkst zijn — bijvoorbeeld wanneer de meetobjecten veel hoogteverschil of diepte vertonen — zijn telecentrische lenzen de beste keuze. Dit essay legt uit waarom telecentrische lenzen de beste zijn en welke voordelen ze bieden.

Wat is er speciaal aan een telecentrische lens?

Voordat u de voordelen van telecentrische lenzen begrijpt, moet u eerst begrijpen wat het verschil is in de werkwijze van een telecentrische lens ten opzichte van een standaardlens. Standaard- of gewone lenzen werken net als ons menselijk oog: objecten die verder weg zijn, lijken kleiner of verder weg, terwijl objecten die dichterbij zijn, groter en dichterbij lijken. Dit noemen we perspectief. Bij fotografie is dit geen probleem, maar bij metingen veroorzaakt dit een fout en is daarom onaanvaardbaar. Een telecentrische lens is zo ontworpen dat deze perspectiefvervorming wordt verwijderd. De lens bekijkt objecten op verschillende afstanden met dezelfde vergroting. Of de te meten kenmerking zich dus exact in het brandvlak bevindt of licht boven of onder dat vlak ligt, de lens toont deze altijd in dezelfde grootte. Dat is een doorslaggevende verbetering voor metingen, omdat hierdoor één van de grootste bronnen van variatie bij optische inspectie wordt geëlimineerd.

Parallax is een groot probleem bij metingen

Een zeer vervelend probleem bij optische metingen is de parallaxfout. Deze treedt op wanneer het onderdeel dat u meet een zekere dikte heeft of niet precies vlak op het meetplatform ligt. Bij een typische lens lijkt de meting te veranderen wanneer het onderdeel iets omhoog of omlaag verschuift. De contouren lijken te bewegen. Uw meting wordt onstabiel.

Dergelijke problemen kunnen worden opgelost met behulp van telecentrische lenzen. Telecentrische lenzen handhaven een constante afstand tussen lens en object en leveren een consistente vergroting op. Dit betekent dat de metingen consistent blijven, zelfs als het onderdeel niet perfect gepositioneerd is. Dit is zeer voordelig bij het meten van bewerkte onderdelen met stappen, gaten en andere complexe driedimensionale geometrieën. U hoeft zich geen zorgen te maken over of het onderdeel precies vlak is geplaatst. De telecentrische lens compenseert deze variatie automatisch.

Nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van metingen over het gehele gezichtsveld

Het beeld dat wordt gecreëerd door standaardlenzen is niet uniform en vertoont vervorming rond de randen. Bijvoorbeeld: het midden van het beeld kan een vlak object tonen dat uniform lijkt, maar naarmate u naar de hoeken gaat, kan het object door veranderende vergroting verschillende vormen en afmetingen lijken te hebben. In de wereld van precisiemeting kan zelfs de kleinste vervorming worden gemeten.

De telecentrische lenstechnologie is een technologie voor precisiemeting. In tegenstelling tot standaardlenzen biedt deze technologie een consistente prestatie van het midden tot de randen van het gehele gezichtsveld. Dit betekent dat metingen kunnen worden uitgevoerd op elk kenmerk binnen het gehele meetgebied zonder angst voor te grote positionele fouten. Dit is bijzonder belangrijk bij het meten van componenten met meerdere kenmerken binnen het gehele meetgebied.

Verbeterde verwerking van diepte en hoogte

In een videosmeetssysteem moeten vaak kenmerken op verschillende hoogten worden gemeten. Denk aan een onderdeel met een verhoogde bout, of een gat met een verzonken deel. Het bovenvlak en de bodem van het gat bevinden zich op verschillende dieptes. Met een standaardlens is het moeilijk om deze diepte te vastleggen, omdat de scherptediepte van de lens wordt beïnvloed door de wisselende afstand. Dit vereist meestal ingewikkelde kalibraties of het toevoegen van meerdere sensoren.

Telescopische lenzen bieden een oplossing voor diepte-uitdagingen, omdat ze een constante vergroting bieden. Bij deze lenzen zijn variërende hoogten geen probleem meer. Of een kenmerk nu hoger of lager ligt dan zijn buren, de lens handhaaft zijn afstand tot elk kenmerk. Dit maakt telescopische lenzen waardevol voor het meten van onderdelen zoals matrijzen en stempels met complexe vormen.

Minder gevoelig voor variaties in verlichting

Deskundigen op het gebied van optische meting zijn het erover eens dat licht en belichtingsomstandigheden cruciaal zijn. Standaardlenzen zijn vaak gevoelig voor variaties in de belichting. Metingsafwijkingen kunnen optreden bij veranderingen in de belichtingsbron of bij verschillende reflecties van het oppervlak van het te meten onderdeel.

Telecentrische lenzen bieden doorgaans een grotere precisie. Door hun constructie vangen ze lichtstralen meer uniform op, ondanks minimale variaties in de belichtingssterkte. Onvoldoende of ongeschikte belichting heeft wel degelijk invloed op de meetresultaten, maar veel minder dan bij andere soorten metingen. Voor drukbezochte werkplaatsen waarbij de belichtingsomstandigheden bij elke meting kunnen variëren, zorgen telecentrische lenzen voor de precisie die nodig is om een hoge productiviteit te behouden.

Meetbaar effect op betrouwbaarheid

Alle bovengenoemde voordelen leiden cumulatief tot een meet systeem dat betrouwbaar functioneert. U verspilt geen tijd aan het bijstellen van de positie van het onderdeel. U hoeft zich geen zorgen te maken over de noodzaak dat het onderdeel perfect vlak ligt. Consistente metingen worden geleverd, zelfs bij gecompliceerde geometrische configuraties.

Er zijn nog veel meer praktische voordelen verbonden aan dit niveau van betrouwbaarheid. Het verhoogt de kwaliteit van de kwaliteitsgegevens. U verstrekt de juiste cijfers in rapporten voor klanten en inspecties. U stuurt productieprocessen met vertrouwen op basis van de verstrekte gegevens. Het vormt de basis voor effectieve kwaliteitscontrole.

Wanneer u een telecentrische lens moet gebruiken

Telecentrische lenzen zijn een uitstekende optie voor sommige toepassingen, maar ze zijn niet altijd noodzakelijk. Als uw toepassing betrekking heeft op het meten van eenvoudige, platte, tweedimensionale onderdelen die vlak tegen de tafel aanliggen, maakt de lens weinig verschil. Als uw toepassing betrekking heeft op het meten van driedimensionale onderdelen met verticale kenmerken, dan biedt een telecentrische lens aanzienlijke voordelen.

Precisiebewerking, productie van auto-onderdelen en matrijzenbouw zijn goede voorbeelden van sectoren die baat zouden hebben bij het gebruik van telecentrische lenzen. Dit zijn sectoren die de meeste eisen stellen aan videosystemen voor meting, en deze systemen zijn ontworpen om resultaten te leveren met een hoog nauwkeurigheidsniveau.

Denk aan het gehele systeem

Een telecentrische lens draagt bij aan een groter systeem dat is gebaseerd op strenge meetprincipes. De telecentrische lens moet goed geïntegreerd zijn met de camera, de software en de hardware. Om het volledige potentieel van de telecentrische lens te realiseren, moet het gehele systeem worden ontworpen met meetprincipes in gedachten, niet alleen de lens zelf.

Een telecentrische lens stelt u in staat om verschillende soorten onderdelen met vertrouwen te meten en helpt onzekerheid bij metingen te verminderen. Bovendien stelt het uw operators in staat zich te concentreren op hun taken, in plaats van zich te bekommeren over inconsistenties bij metingen.

Conclusie

Een kwalitatieve lens is essentieel voor elke serieuze dimensionele inspectie en mag niet als een nagedachte optie worden beschouwd. Ze bieden specifieke voordelen die een aanzienlijk verschil maken ten opzichte van telecentrische lenzen. Ze elimineren parallaxfouten en behouden een constante vergroting over het gehele gezichtsveld. Ze kunnen omgaan met variabele dieptes en hoogtes van onderdelen en leveren stabiele resultaten die minder gevoelig zijn voor verschillende omgevingslichtomstandigheden.

Al deze voordelen hangen samen met één enkel principe: ze verhogen de betrouwbaarheid van uw videosmeetinstallatie. Wanneer uw meetsysteem betrouwbaar is, kunt u er zeker van zijn dat uw kwaliteit betrouwbaar is. Dat is de kern van de zaak.