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双远心镜头在弹簧检测中的应用
发布时间:2014-09-11 点击量:2142

在工业生产中,弹簧有着重要的应用,弹簧的质量常常关系到工业系统的精度和稳定性,因此弹簧检测的重要性不言而喻。由于弹簧的种类越来越繁多,视场需求量越来越大,精度要求越来越高,原始的人工检测速度和精度都已经达不到目前工业生产的要求,现代化的检测方法应运而生,视觉检测作为非接触式测量中应用最常见和高效的一种,在弹簧的检测中被广泛的应用,但是传统的光学检测仍存在以下问题无法解决:

一、检测尺寸或角度时由于边缘不稳定导致精度不高

传统的视觉检测采用高分辨率CCD相机和工业镜头,由于工业镜头的成像原理如下:

由于此图为理论模型,而工业镜头成像时有一定的景深容许误差,当S’位置前移或后移时,相机仍能得到清晰的图像,但是当被测物S位置发生变化时,S’的成像高度会发生变化,也就意味着工业镜头的放大倍率会随着工作距离的变化而变化,这样在实际成像的过程中,会导致物体的成像比例发生不同程度的变化,边缘不固定,在标定完成后测量的过程中测量结果会发生变化,导致测量角度和尺寸的时候精度不高。

对应的,我们用双远心镜头检测时可以解决以上问题。双远心镜头的光路原理如下图所示:

双远心镜头通过在透镜中间放置光阑,使得进出镜头的光线均为平行光,将其余的漫反射光源都滤掉,这样一来,不管物距怎么改变(当然在能够清晰成像的范围内),放大倍率都不会变化,这一特性可以解决的问题不止是被测物边缘的稳定性问题,同时可以解决生产线不可控制的抖动对系统精度的影响问题,可用于诸多高精度在线检测要求。

二、检测连续性时拐弯处反光导致检测错误

图像处理中是通过灰度值的变化来判断边缘的有无,由于弹簧本身结构的特殊性,无论是采用落射光源还是背光源,都不能取得被测物体灰度值始终一致的图像,特别在拐脚反光处,常常取得与其他区域相反的灰度值,导致最终的测量结果显示拐角处断裂,这种结果会导致检测工作的直接失败。

而当我们采用平行光源和双远心镜头时,图像连续性非常好,检测时尺寸检测,瑕疵都一目了然,效果非常好。下图为采用双远心镜头和平行光源拍摄的弹簧轮廓图片,灰度值对比非常明显,处理起来很简单,几乎不可能出现检测误差。

三、镜头景深不能同时覆盖整个弹簧

普通工业镜头的景深比较小,而弹簧本身有一定的高度,经常会出现镜头景深不能完全覆盖,不能同时清晰成像的情况,在这种情况下,测量和检测无法进行,是光学检测在这一领域没有办法解决的。

而当我们采用双远心镜头时,由于其平行光特性,景深相较普通镜头可以做到几倍甚至几十倍,完全可以解决这一问题。

在目前国内远心镜头的生产厂家中,我们重点为您推荐远心光学系统公司的产品,特别是在弹簧检测应用时,经过多次测试和长时间的应用证明,其产品质量可靠,稳定性高,完全可以满足我们行业的检测要求。

来源:中国机器视觉商城
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