Які переваги телескопічного об'єктива у відеовимірювальній системі?

Якщо ви маєте справу з будь-якими оптичними системами вимірювання, ви знаєте, наскільки важливим є об'єктив у системі вимірювання. Він є «око» системи, і, як людське око, якщо воно неправильно бачить або вимірює щось, вся система буде неточною. Саме тому вибір правильного об'єктива в будь-якій відеосистемі вимірювання є надзвичайно критичним.

Серед асортименту об'єктивів, що пропонуються на ринку, телесентрічні об'єктиви є найкращим варіантом, коли йдеться про максимальну точність і високу ступінь точності вимірювань. Вони не є найдешевшими об'єктивами, і не всі системи відеовимірювання потребують телесентрічних об'єктивів. Однак у випадках, коли точність вимірювань є найважливішою характеристикою системи відеовимірювання — наприклад, якщо об’єкти вимірювання мають значну висотну різноманітність або глибину, — телесентрічні об'єктиви є найкращим вибором. У цьому есе пояснюються причини, чому телесентрічні об'єктиви є найкращими, а також описуються їх переваги.

Що особливого в телесентрічному об'єктиві?

Перш ніж зрозуміти переваги телецентричних об'єктивів, необхідно з’ясувати, у чому полягають відмінності у принципах їх роботи порівняно зі звичайними об'єктивами. Звичайні (стандартні) об'єктиви працюють так само, як наші людські очі: об’єкти, що розташовані далі, виглядають меншими або віддаленими, а ті, що ближче — більшими й наближеними. Це явище називається перспективою. У фотографії це не є проблемою, однак у вимірюваннях воно призводить до похибки й тому є неприйнятним. Телецентричний об'єктив конструюється таким чином, щоб усунути цю перспективну спотвореність. Він «дивиться» на об’єкти, розташовані на різних відстанях, з однаковим збільшенням. Отже, незалежно від того, чи розташована вимірювана ознака точно в фокальній площині чи трохи вище або нижче її, об'єктив демонструє її однакового розміру. Це кардинально змінює підхід до вимірювань, оскільки усуває один із найбільших джерел варіації в оптичному контролі.

Паралакс є серйозною проблемою у вимірюваннях

Дуже неприємною проблемою в оптичних вимірюваннях є помилка паралаксу. Вона виникає, коли об’єкт, який ви вимірюєте, має певну товщину або не розташований строго горизонтально на платформі. У типових лінзах навіть незначне зміщення деталі вгору чи вниз створює враження, що результат вимірювання змінився. Контур здається рухомим. Вимірювання стають непередбачуваними.

Такі проблеми можна вирішити за допомогою телецентричних лінз. Телецентричні лінзи забезпечують постійну відстань між лінзою та об’єктом і дають стабільне збільшення. Це означає, що результати вимірювань залишаються незмінними, навіть якщо компонент розташований неідеально. Це особливо корисно при вимірюванні механічно оброблених деталей, що мають сходинки, отвори та інші складні тривимірні геометричні форми. Вам не потрібно турбуватися про те, чи компонент розташований упритул до поверхні — телецентрична лінза сама компенсує такі відхилення.

Точність та повторюваність вимірювань у всьому полі зору

Зображення, створене стандартними лінзами, не є однорідним і спотворюється по краях. Наприклад, у центрі зображення плоский об’єкт може виглядати однорідним, але при наближенні до кутів об’єкт може здаватися різної форми й розміру через зміни збільшення. У світі прецизійних вимірювань навіть найменше спотворення можна виміряти.

Технологія телецентричних лінз — це технологія прецизійних вимірювань. На відміну від стандартних лінз, вона забезпечує стабільну роботу від центру до країв усього поля зору. Це означає, що вимірювання можна виконувати на будь-якій характеристиці в межах усього поля вимірювання без страху надмірної позиційної похибки. Це особливо важливо під час вимірювання компонентів із кількома характеристиками в межах усього поля вимірювання.

Покращена обробка глибини та висоти

У відеовимірювальній системі часто потрібно вимірювати характеристики, розташовані на різних висотах. Розгляньмо деталь із виступаючим буртом або отвір із конусним розширенням. Верхня поверхня та дно отвору знаходяться на різній глибині. За допомогою стандартного об’єктива зафіксувати таку глибину важко, оскільки глибина різкості об’єктива залежить від змінної відстані. Зазвичай це вимагає складних калібрувань або встановлення кількох датчиків.

Телескопічні об’єктиви пропонують рішення для вимірювання на різних глибинах, оскільки забезпечують постійне збільшення. Завдяки таким об’єктивам різниця висот стає несуттєвою. Незалежно від того, чи розташована характеристика вище чи нижче за сусідні елементи, об’єктив підтримує сталу відстань до кожної з них. Саме це робить телескопічні об’єктиви цінним інструментом для вимірювання деталей, таких як форми й матриці, що мають складну геометрію.

Менша чутливість до змін освітлення

Фахівці з оптичних вимірювань погоджуються, що світло та умови освітлення є критичними. Стандартні лінзи часто чутливі до змін у рівні освітлення. Зміна джерела освітлення або різні відбиття від поверхні вимірюваної деталі можуть призвести до зсуву результатів вимірювання.

Телецентрічні лінзи, як правило, забезпечують вищу точність. Їх конструкція дозволяє захоплювати промені більш рівномірно навіть за мінімальних коливань рівня освітлення. Неправильне освітлення впливає на результати, але значно менше, ніж у разі інших типів вимірювань. У завантажених майстернях, де умови освітлення змінюються при кожному вимірюванні, телецентрічні лінзи забезпечують необхідну точність для підтримки високої продуктивності.

Вимірюваний вплив на надійність

Усі зазначені вище переваги в сукупності забезпечують надійну роботу вимірювальної системи. Ваш час не витрачається на коригування положення деталі. Вам не доводиться хвилюватися через необхідність ідеально рівної поверхні деталі. Навіть у випадку складних геометричних конфігурацій забезпечуються стабільні й повторювані вимірювання.

Існує ще багато практичних переваг, пов’язаних із таким рівнем надійності. Це підвищує якість даних щодо контролю якості. У звітах для клієнтів та інспекцій ви надаєте точні цифрові значення. Ви керуєте виробничими процесами з повною впевненістю у достовірності наданих даних. Це є основою ефективного контролю якості.

Коли слід використовувати телецентрічний об’єктив

Телецентричні об'єктиви — чудовий варіант для деяких застосувань, але вони не завжди є обов’язковими. Якщо у вашому застосуванні йдеться про вимірювання простих, плоских двовимірних деталей, які щільно прилягають до столика, об'єктив практично не вплине на результат. Якщо ж у вашому застосуванні потрібно вимірювати тривимірні деталі з вертикальними елементами, телецентричний об'єктив забезпечить значні переваги.

Точне механічне оброблення, виробництво автокомпонентів та виготовлення форм — це приклади галузей, які отримають істотну користь від використання телецентричних об'єктивів. Це галузі, де пред’являються найвищі вимоги до відеовимірювальних систем, а такі системи розроблені для забезпечення результатів з високим рівнем точності.

Роздуми щодо всієї системи

Телецентричний об'єктив є частиною більшої системи, що ґрунтується на жорстких принципах вимірювання. Телецентричний об'єктив має добре інтегруватися з камерою, програмним забезпеченням та апаратним забезпеченням. Щоб телецентричний об'єктив реалізував свій потенціал, увесь комплекс має проектуватися з урахуванням принципів вимірювання, а не лише сам об'єктив.

Телецентричний об'єктив дозволяє з впевненістю вимірювати різні типи компонентів і сприяє зменшенню невизначеності вимірювань. Крім того, він дає змогу вашим операторам зосередитися на виконанні завдань, а не вирішувати проблеми, пов’язані з непослідовністю результатів вимірювань.

Висновок

Якісний об'єктив є обов'язковим для будь-якого серйозного вимірювання розмірів і не може розглядатися як другорядне питання. Вони мають певні переваги, які суттєво впливають на телецентричні об'єктиви. Вони усувають помилки паралаксу й забезпечують постійне збільшення по всьому полю зору. Вони ефективно працюють з компонентами різної глибини та висоти й надають стабільні результати, які менш чутливі до змін умов навколишнього освітлення.

Усі ці переваги базуються на єдиному принципі: вони підвищують надійність вашої відеовимірювальної системи. Коли ваша вимірювальна система є надійною, ви можете бути впевненими, що й якість ваших виробів є надійною. Саме це й є головним.