روشنایی هم محوری تشخیص نقص را در بینایی ماشین بهبود می بخشد

در خطوط تولیدی بسیار خودکار، حتی کوچکترین نقص می تواند منجر به تلفات قابل توجهی شود. چالش در تشخیص این نقص های به سختی قابل مشاهده در سرعت های بالا است.تکنولوژی روشنایی هم محوری به عنوان یک راه حل حیاتی ظهور کرده است، بهبود کیفیت محصول و بهره وری تولید.

به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم های بینایی ماشین، تکنولوژی نوردهی هم محوری به طور فزاینده ای شناخته شده است.این رویکرد نوآورانه هر دو منبع نور و دوربین را در امتداد یک محور نوری قرار می دهد، با استفاده از یک قطعه قطعه یا آینه نیمه شفاف برای پروژکتور نور به طور مستقیم بر روی سطح هدف. نتیجه یکنواخت است،روشنایی بدون سایه که به ویژه برای بررسی مواد بازتاب دهنده یا منحنی موثر است.

آمار صنعت نشان می دهد که حدود 18.3 درصد از سیستم های بینایی ماشین در حال حاضر شامل روشنایی هم محوری هستند.نشان دادن اثربخشی آن در بهبود کیفیت بازرسی و افزایش دید از نقایص کوچکاین سیستم ها حتی در محیط های سخت بازرسی نیز نتایج قابل اطمینان را ارائه می دهند و اطمینان حاصل می کنند که محصولات با استانداردهای کیفیت سختگیرانه مطابقت دارند.

نوآوری اصلی این تکنولوژی در طراحی مسیر نوری آن است. با تراز کردن منبع نور و دوربین در یک محور و با استفاده از یک قطعه تقسیم کننده،نور عمودی به سطح هدف هدایت می شود در حالی که دوربین از همان نقطه دید تصاویر را ضبط می کنداین روشنایی عمودی شرایط روشنایی بسیار یکنواخت را ایجاد می کند.

انتخاب طول موج به طور قابل توجهی بر نتایج تصویربرداری در سیستم های روشنایی هم محوری تأثیر می گذارد. طول موج های طولانی تر (قرمز یا مادون قرمز) نفوذ بیشتری نسبت به طول موج های کوتاه تر (آبی) ارائه می دهند. نور مادون قرمز،برای مثال، می تواند ویژگی های داخلی اشیاء شفاف مانند صفحه مدار چاپی یا رشته ها را نشان دهد. انتخاب طول موج به طور مستقیم بر کنتراست تصویر، دید جزئیات،و قابلیت تشخیص نقص.

ترکیب مواد و رنگ نیز بر نحوه تعامل طول موج های مختلف با سطوح تاثیر می گذارد. بنابراین،انتخاب طول موج مناسب برای بهینه سازی وضوح تصویر و عملکرد تشخیص نقص بسیار مهم است.

یک سیستم روشنایی هم محوری استاندارد شامل چندین عنصر اساسی است:

• منبع نور:معمولاً لامپ های LED یا چراغ های فیبر نوری که کیفیت و شدت روشنایی را تعیین می کنند
• قطعات قطعات/آینه های نیمه شفاف:نور را به سمت هدف هدایت می کند در حالی که امکان مشاهده دوربین را از طریق همان مسیر نوری فراهم می کند
• دوربین:تصاویر را از طریق تقسیم کننده پرتو ضبط می کند، که نیاز به تراز دقیق با منبع نور دارد
• محفظه و تجهیزات نصب:از اجزای سیستم در برابر گرد و غبار و ارتعاش محافظت می کند

بسیاری از سیستم ها همچنین شامل فیلترها یا قطبی کننده ها برای کنترل بازتاب و بهبود کیفیت تصویر هستند.مطابقت طول موج منبع نور با حساسیت سنسور دوربین می تواند عملکرد را بهبود بخشدبه عنوان مثال، دوربین های CMOS به خوبی به نور مادون قرمز پاسخ می دهند و نور مادون قرمز هم محوری را برای کاربردهای کم نور یا با سرعت بالا ایده آل می کنند.

روشنایی هم محوری مزایای منحصر به فردی را برای برنامه های بینایی ماشین ارائه می دهد:

این فناوری باعث می شود که نور در سراسر سطوح به طور استثنایی یکسان باشد، به ویژه در هنگام بررسی مواد صاف، بازتاب دهنده یا شفاف مفید است.این یکنواختگی اغلب نقص های سطحی را نشان می دهد که روش های دیگر نورپردازی ممکن است نادیده بگیرند.

با هماهنگی منبع نور با محور نوری دوربین، نوردهی هم محوری سایه ها و درخشش را که معمولاً شفافیت تصویر و کنتراست را به خطر می اندازد، به حداقل می رساند.

این سیستم در تشخیص نقص های سطحی روی فلزات شیک شده، وافرهای نیمه هادی و شیشه نمایش عالی است. روشنایی عمودی، درخشش بالقوه را به اطلاعات مفید تبدیل می کند.بر نقص های غیرقابل مشاهده تمرکز کنید..

بسیاری از صنایع برای بازرسی خودکار و تضمین کیفیت به روشنایی هم محوری متکی هستند:

• تولید الکترونیک برای بازرسی PCB
• خواندن برچسب و بارکد
• بررسی ویژگی های نوری
• تشخیص ترک های ظریف روی سطوح فلزی بازتاب دهنده

نصب مناسب و نگهداری منظم برای عملکرد بهینه بسیار مهم است:

• قطعات را با دقت در امتداد محور نوری هم تراز کنید
• تنظیم شدت نور و زاویه ها برای بهینه سازی کنتراست
• کالیبراسیون با استفاده از نمونه هایی با نقص های شناخته شده
• تمیز کردن منظم اجزای نوری
• نظارت و تعویض منابع نور در صورت نیاز

در حالی که نوردهی هم محوری با سطوح صاف و بازتاب دهنده برجسته است، محدودیت هایی دارد:

• کمتر موثر در سطوح منحنی یا بافت
• نیاز به اشیاء کوچکتر از منطقه روشنایی
• نیاز به فاصله های کاری نسبتا کوتاه

مهندسان اغلب نوردهی هم محوری را با تکنیک های دیگر برای رسیدگی به اشکال پیچیده ترکیب می کنند. هنگام انتخاب یک سیستم، الزامات کاربرد، ویژگی های سطح، انواع نقص،و شرایط محیطی برای اطمینان از عملکرد بهینه.