隨著工業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越高的檢測(cè)需求,普通光學(xué)鏡頭也逐漸難以滿足要求,會(huì)存在有一定的制約因素,例如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當(dāng)光源干擾下造成邊界的不確定性等問(wèn)題,進(jìn)而影響測(cè)量的精度;而遠(yuǎn)心鏡頭能有效降低甚至消除上述問(wèn)題,因此遠(yuǎn)心鏡頭已經(jīng)成為精密光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)決定性的組件,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。下面簡(jiǎn)單介紹一下遠(yuǎn)心鏡頭在工業(yè)中的應(yīng)用及案例:
1)有厚度及深度物體的檢測(cè)
檢測(cè)對(duì)象:齒輪(如上圖)
特征:柱狀呈臺(tái)階式,zui大厚度12mm,內(nèi)有貫穿孔
檢測(cè)需求:齒輪呈倒立狀檢測(cè)外形尺寸、通孔直徑
問(wèn)題:1.普通鏡頭拍攝時(shí)由于視差,導(dǎo)致變形,影響測(cè)量結(jié)果
2.普通鏡頭拍攝的孔有虛影,影響測(cè)量
解決方案:使用雙遠(yuǎn)心鏡頭BT-2364搭配遠(yuǎn)心光源,景深18mm,無(wú)視差,無(wú)虛影,拍攝得到圖像呈平面,邊緣輪廓精度高
2)透光物體的檢測(cè)
檢測(cè)對(duì)象:玻璃瓶
特征:瓶身呈直徑為22mm的圓柱狀,透明,反光
檢測(cè)需求:檢測(cè)玻璃瓶的外形輪廓
問(wèn)題:普通鏡頭拍攝由于反光干擾,邊緣有虛影
解決方案:使用雙遠(yuǎn)心鏡頭BT-2396搭配遠(yuǎn)心光源,無(wú)視差,無(wú)虛影,拍攝得到圖像呈平面,邊緣輪廓精度高
3)檢測(cè)帶孔徑、三維物體的外形尺寸
檢測(cè)對(duì)象:鈦金屬零件
特征:柱狀,內(nèi)部有貫穿孔,孔深36mm,零件端面到孔端面11mm
檢測(cè)需求:檢測(cè)零件外形尺寸、孔尺寸及空間位置關(guān)系
問(wèn)題:1.普通鏡頭無(wú)法保證孔和端面都對(duì)焦清楚;
2.普通鏡頭拍攝的孔有虛影,影響測(cè)量。
解決方案:使用雙遠(yuǎn)心鏡頭BT-23144,足夠大景深90mm,無(wú)視差,無(wú)虛影,拍攝得到圖像呈平面,孔及端面外徑都對(duì)焦清晰。
4)精密測(cè)量
檢測(cè)對(duì)象:彈簧
特征:圓柱形、螺旋狀分布
檢測(cè)需求:檢測(cè)彈簧外形尺寸
問(wèn)題:1.由于物距、角度偏差等原因普通鏡頭無(wú)法保證各邊對(duì)焦清楚
2.普通鏡頭解析度差,無(wú)法清楚地拍攝出彈簧邊緣輪廓
解決方案:使用雙遠(yuǎn)心鏡頭BT-2356搭配遠(yuǎn)心光源,全視場(chǎng)無(wú)視差,物距、角度偏差對(duì)測(cè)量*影響,拍攝得到圖像呈平面且邊緣輪廓清晰,對(duì)比度高
5)高精度檢測(cè)
檢測(cè)對(duì)象:載玻片
特征:透明反光玻璃薄片,表面有非常細(xì)微瑕疵
檢測(cè)需求:檢測(cè)載玻片表面劃傷、擦傷、臟污等等
問(wèn)題:普通鏡頭由于解析度差加上反光干擾,即使搭配高分辨率相機(jī)也無(wú)法拍攝到瑕疵
解決方案:使用遠(yuǎn)心鏡頭BT-2348,搭配透射式照明,可得到解決
從上面的案例我們可以看出對(duì)于不同的檢測(cè)物或不同的檢測(cè)要求,所設(shè)定的檢測(cè)方法也是不盡相同。BTOS遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)公司在與客戶的長(zhǎng)期合作中,發(fā)現(xiàn)客戶迫切的需要一些、易用的測(cè)試條件來(lái)完成各項(xiàng)遠(yuǎn)心實(shí)驗(yàn)工作,對(duì)此,遠(yuǎn)心公司根據(jù)雙遠(yuǎn)心鏡頭及照明條件也設(shè)計(jì)了幾種簡(jiǎn)單易操作的鏡頭搭配臺(tái)架。目前工業(yè)檢測(cè)中常用到的搭配方式主要有下面幾種:
1)遠(yuǎn)心鏡頭搭配透射式照明
上圖為BTOS遠(yuǎn)心光學(xué)的BT-MVT-B雙遠(yuǎn)心立式試驗(yàn)臺(tái)。
使用這種檢測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn):
測(cè)量檢測(cè)無(wú)需標(biāo)定
大縱深不同物距一次成像
無(wú)二次光干擾,邊角輪廓銳利
全視場(chǎng)無(wú)視差
全畸變小于0.1%
2)遠(yuǎn)心鏡頭搭配反射式照明
上圖為BTOS遠(yuǎn)心光學(xué)的BT-MVT-A雙遠(yuǎn)心立式試驗(yàn)臺(tái)。
使用這種檢測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn):
高精度瑕疵及字符檢測(cè)的*選擇
無(wú)需工件定位及視野標(biāo)定
空間曲面一次檢測(cè)
更高的衍射極限,細(xì)節(jié)表現(xiàn)更
3)遠(yuǎn)心鏡頭搭配遠(yuǎn)心光源
上圖為BTOS遠(yuǎn)心光學(xué)的BT-MHT雙遠(yuǎn)心臥式試驗(yàn)臺(tái)。
使用這種檢測(cè)方式的優(yōu)點(diǎn):
邊緣輪廓高精度檢測(cè)的*選擇
物距、角度偏差對(duì)測(cè)量*影響
透光物體(塑膠、玻璃等)無(wú)反光干擾
全視場(chǎng)無(wú)視差
BTOS遠(yuǎn)心公司設(shè)計(jì)思路—契合工業(yè)化應(yīng)用
簡(jiǎn)單、魯棒的設(shè)計(jì)是精密光學(xué)機(jī)械校準(zhǔn)與光學(xué)性能的基礎(chǔ)。BTOS遠(yuǎn)心公司的鏡頭均為密閉型,可高度防塵、防潮。為了保證遠(yuǎn)心度、景深等光學(xué)參數(shù)放棄了光圈調(diào)整;為防止震動(dòng)或誤操作導(dǎo)致鏡頭失調(diào)或散落,去除了調(diào)焦機(jī)制,保證了鏡頭在景深范圍內(nèi)畸變變化小于0.1%。
在設(shè)計(jì)光學(xué)器件、機(jī)械時(shí),BTOS遠(yuǎn)心公司還考慮到靈活多變的適配,為了保證在設(shè)備里安裝調(diào)試,口徑過(guò)大的鏡頭采用內(nèi)外法蘭的結(jié)構(gòu),一個(gè)產(chǎn)品多種結(jié)構(gòu),多種方式安裝調(diào)試,符合工業(yè)需求。