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为工业化而生—远心光学探秘(二)
发布时间:2015-11-09 点击量:2478

随着工业领域越来越高的检测需求,普通光学镜头也逐渐难以满足要求,会存在有一定的制约因素,例如影像的变形、视角选择而造成的误差、不适当光源干扰下造成边界的不确定性等问题,进而影响测量的精度;而远心镜头能有效降低甚至消除上述问题,因此远心镜头已经成为精密光学检测系统决定性的组件,其应用领域也越来越广泛。下面简单介绍一下远心镜头在工业中的应用及案例:

有厚度及深度物体的检测有厚度及深度物体的检测

检测对象:齿轮(如右图)

特征:柱状呈台阶式,最大厚度12mm,内有贯穿孔

检测需求:齿轮呈倒立状检测外形尺寸、通孔直径

问题:

1.普通镜头拍摄时由于视差,导致变形,影响测量结果

2.普通镜头拍摄的孔有虚影,影响测量

解决方案:

使用双远心镜头BT-2364搭配远心光源,景深18mm,无视差,无虚影,拍摄得到图像呈平面,边缘轮廓精度高

透光物体的检测

检测对象:玻璃瓶

特征:瓶身呈直径为22mm的圆柱状,透明,反光

检测需求:检测玻璃瓶的外形轮廓

问题:

普通镜头拍摄由于反光干扰,边缘有虚影

解决方案:

使用双远心镜头BT-2396搭配远心光源,无视差,无虚影,拍摄得到图像呈平面,边缘轮廓精度高

检测带孔径、三维物体的外形尺寸

检测对象:钛金属零件

检测带孔径、三维物体的外形尺寸特征:柱状,内部有贯穿孔,孔深36mm,零件端面到孔端面11mm

检测需求:检测零件外形尺寸、孔尺寸及空间位置关系

问题:

1.普通镜头无法保证孔和端面都对焦清楚;

2.普通镜头拍摄的孔有虚影,影响测量。

解决方案:

使用双远心镜头BT-23144,足够大景深90mm,无视差,无虚影,拍摄得到图像呈平面,孔及端面外径都对焦清晰。

 精密测量

检测对象:弹簧

特征:圆柱形、螺旋状分布

检测需求:检测弹簧外形尺寸

问题:

1.由于物距、角度偏差等原因普通镜头无法保证各边对焦清楚

2.普通镜头解析度差,无法清楚地拍摄出弹簧边缘轮廓

解决方案:

使用双远心镜头BT-2356搭配远心光源,全视场无视差,物距、角度偏差对测量零误差影响,拍摄得到图像呈平面且边缘轮廓清晰,对比度高。

高精度检测

检测对象:载玻片

特征:透明反光玻璃薄片,表面有非常细微瑕疵

检测需求:检测载玻片表面划伤、擦伤、脏污等等高精度检测

问题:

普通镜头由于解析度差加上反光干扰,即使搭配高分辨率相机也无法拍摄到瑕疵

解决方案:

使用远心镜头BT-2348,搭配透射式照明,可得到完美解决。

从上面的案例我们可以看出对于不同的检测物或不同的检测要求,所设定的检测方法也是不尽相同。BTOS远心光学系统公司在与客户的长期合作中,发现客户迫切的需要一些精准、易用的测试条件来完成各项远心实验工作,对此,远心公司根据双远心镜头及照明条件也设计了几种简单易操作的镜头搭配台架。目前工业检测中常用到的搭配方式主要有下面几种:

远心镜头搭配透射式照明

左图为BTOS远心光学的BT-MVT-B双远心立式试验台。

使用这种检测方式的优点:

测量检测无需标定;

大纵深不同物距一次成像;

无二次光干扰,边角轮廓锐利;

全视场无视差;

全畸变小于0.1%

 

远心镜头搭配反射式照明

右图为BTOS远心光学的BT-MVT-A双远心立式试验台。

使用这种检测方式的优点:

高精度瑕疵及字符检测的唯一选择;

无需工件定位及视野标定;

空间曲面一次检测;

更高的衍射极限,细节表现更精准。

远心镜头搭配远心光源

下图为BTOS远心光学的BT-MHT双远心卧式试验台。

T双远心卧式试验台使用这种检测方式的优点:

边缘轮廓高精度检测的唯一选择;

物距、角度偏差对测量零误差影响;

透光物体(塑胶、玻璃等)无反光干扰;

全视场无视差。

 

 

BTOS远心公司设计思路—契合工业化应用

简单、鲁棒的设计是精密光学机械校准与高级光学性能的基础。BTOS远心公司的镜头均为密闭型,可高度防尘、防潮。为了保证远心度、景深等光学参数放弃了光圈调整;为防止震动或误操作导致镜头失调或散落,去除了调焦机制,保证了镜头在景深范围内畸变变化小于0.1%。

在设计光学器件、机械件时,BTOS远心公司还考虑到灵活多变的适配,为了保证在设备里安装调试,口径过大的镜头采用内外法兰的结构,一个产品多种结构,多种方式安装调试,符合工业需求。

来源:中国机器视觉商城
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