Áttekintést nyújtunk az Opto Engineering 360 fokos lencsék alkalmazási lehetőségeiről, amelyek gyors, pontos és megbízható hibafelismerést tesznek lehetővé az élelmiszeriparban, valamint a gyógyszeriparban. Sok gépi látás alkalmazás, például karakterfelismerés, vonalkódolvasás, hibadetektálás vagy integritás-ellenőrzés, többszöri vizsálatot igényelhet, például a belső falak tetejének, aljának vagy a külső felületének ellenőrzését. A vizsgálatok során gyakran előforduló problémák közé tartoznak a véletlenszerűen elhelyezkedő és orientált minták, jellemzők és hibák, míg bizonyos esetekben a helykorlátok is kihívást jelentenek.
A többkamerás rendszerek hátrányai
A többkamerás rendszerek több nézőpontból készítenek felvételeket, ami lehetővé teszi a nagy felbontású képek rugalmas feldolgozását, különböző formák és részletek vizsgálatát. Ugyanakkor ennek az elrendezésnek komoly hátrányai is vannak. Ezek a rendszerek általában nagy helyigényűek, mivel az egyes irányokban szükséges minimális working distance gyakran meghaladja a 100 mm-t.
A vonalszkennelés megközelítés korlátai
A másik tipikus módszer a vonalszkennelés, amely során line scan kamerák pásztázzák a tárgyak külső felületét, hogy minden részletet rögzítsenek. Ez a módszer rendkívül nagy felbontású képeket biztosít, a külső felület tökéletesen rögzíthető, azonban gyakran további kamerák szükségesek a felső és alsó részek egyidejű ellenőrzéséhez.
360 fokos lencsék
360 fokos lencsék alkalmazása egyetlen felvételhez
A 360 fokos lencsék különleges lencsék, amelyek lehetővé teszik a tárgy teljes képének rögzítését egyetlen kamerával, a tárgy mechanikus forgatása nélkül. Egyetlen kamera egyetlen felvételével a 3D felület 2D képét kapjuk és ellenőrizhetjük a felső és külső felületeket, vagy a tárgy teljes belső felületét, a lencse kialakításától függően.
Ez nem egy bonyolult megoldás, mivel nincs szükség sok más komponensre. Egyetlen lencse elegendő mindent ellenőrizni, mechanikai forgatás nélkül. Mivel az ellenőrzés egyetlen képből történik, a képfeldolgozás is gyorsabb és egyszerűbb. A képet szoftveresen lehet „unwrap” eljárással kiteríteni, így a hibák könnyen azonosíthatók. Bár a kapott kép felbontása még mindig nagyon magas, a többkamerás rendszerekhez képest alacsonyabb.
A 360 fokos optikák alkalmazásai
Három fő kategóriája van a 360 fokos lencséknek: külső ellenőrző lencsék a tárgy tetejének és külső oldalainak ellenőrzéséhez, belső ellenőrző lencsék a belső felületek vizsgálatához, valamint többtükrös lencsék, amelyek tükrök segítségével több nézőpontot biztosítanak egy tárgy ellenőrzéséhez.
Külső ellenőrző lencsék (Outer inspection lenses)
Az egyik külső ellenőrző lehetőség a pericentrikus lencse (pericentric lens), amely konvergens kialakítású. Lehetővé teszi a tárgy, például egy fiola, tetejének és külső oldalainak ellenőrzését egyetlen felvételben. A pericentrikus lencsékkel lefedhető tárgyátmérők 7–60 mm között mozognak, így széles tartomány ellenőrizhető.
A pericentrikus katadioptrikus lencsék (pericentric catadioptric lenses) szintén a külső ellenőrző lencsék közé tartoznak. Lehetővé teszik a tárgyak tetejének és külső felületének ellenőrzését egy kompakt megoldással, magas felbontással, kromatikus korrekcióval és nem látható hullámhosszakon való munkavégzés lehetőségével. Az extra széles látószög minden jellemzőt rögzít és az átmérők 7–75 mm között ellenőrizhetők.
A pericentrikus lencsék alkalmasak karakterfelismerésre, mátrixkód-leolvasásra, hibák vagy kódok azonosítására, flip-off kupakok tömítettségének, dugók hiányának vagy horpadások és karcolások ellenőrzésére. Rendkívül hasznosak a gyógyszeriparban, de az élelmiszer- és italiparban is gyakran használják a színhibák, kupakok épségének vagy karcolások ellenőrzésére, valamint PET előformák, hibás menetek vagy szájhibák vizsgálatára.
Belső ellenőrző lencsék (Inner inspection lenses)
Hengeres látómezőjük alkalmazkodik a hengeres minták üregéhez, így egyszerre lehet ellenőrizni a belső aljzatokat és oldalfalakat. Tökéletes fókuszt biztosít minden tárgyra, ami a hagyományos lencsékkel nem lehetséges. Az üreg ellenőrzése kívülről végezhető. Ezek a lencsék 10–120 mm-es távolságban segítenek hibákat találni kupakokon és tárgyakon.
A belső ellenőrző lencsék egyszerre képesek ellenőrizni az üreg alját és oldalfalát. Az élelmiszer- és italiparban a kupakok belső ellenőrzésére használják, a formát és a tömítettséget ellenőrizve, valamint papírpoharak vizsgálatára, a forma és épség ellenőrzésére, illetve szennyeződések azonosítására. A fémipar is profitálhat belőle, a komplex mechanikai alkatrészek belső jellemzőinek és szerkezeti hibáinak vizsgálata végett.
Boroszkópos érzékelők (boroscopic probes) – panorámakép belülről
A boroszkópos érzékelők speciális lencsék, amelyek panorámaképet adnak az üreg belsejéről. Az üregbe kell helyezni őket és teljes belső felületet láthatunk nagy felbontásban. Széles mintatartomány ellenőrizhető, 5–100 mm átmérő között, integrált világítással a jellemzők kiemeléséhez.
Boroszkópos érzékelők segítenek maradékok vagy menethibák felderítésében mechanikai alkatrészekben, például motorhengerben, és az élelmiszer- és italiparban italos dobozok vagy üvegek vizsgálatára is alkalmasak, a szennyeződések, felületi hibák, horpadások vagy bármely más jellemző ellenőrzésére.
Tükrös többnézeti lencsék (Multi-mirror lenses)
Bi-telecentrikus lencsét és tükörtömböt alkalmazó többnézeti lencsék négy különböző külső nézetet biztosítanak a tárgyról, 90 fokos elosztásban, így egy felvételből teljes kép nyerhető. Lehetőség van további optika beillesztésére a felső rész ellenőrzéséhez és egyszerre lehet vizsgálni és mérni, különböző hibák után kutatva szögek vagy illeszkedések szerint.
Ezeket a lencséket széles körben használják például fiolák ellenőrzésére a gyógyszeriparban, ahol a négy kép lehetővé teszi karcolások és szennyeződések azonosítását. A kanülök méretellenőrzése is gyakori alkalmazás, ahol a szög, ív és illeszkedés mérése ellenőrzi a minőséget.
A polinéz lencsék (poly-view lenses) nyolc képet adnak egy felvételből, állandó fókusztávolsággal. A munkatávolság beállításával egyszerre ellenőrizhető a belső és külső felület, trapéz alakú nézetet adva a mintáról. A gyógyszeriparban flip-off kupakok vágásainak, karcolásainak vagy szennyeződéseinek, valamint fecskendőcsövek repedéseinek és egyéb hibáinak azonosítására használják.
A 360 fokos képalkotás legújabb fejlesztései
Fontos újítások a hipercentrikus lencsék (hypercentric lenses), amelyek lehetővé teszik az üreg belső falainak és aljának egyidejű ellenőrzését egy kamerával. Képes például üvegek belső ellenőrzésére, karakterfelismerésre, horpadások azonosítására, szennyeződések, hibás tömítések vagy idegen tárgyak felderítésére.
Nano-boroszkópos érzékelők
Nagyon kis üregek ellenőrzésére is alkalmasak, mély felületvizsgálatot végezve apró hibák felderítésére. Kis mechanikai furatok vizsgálatára, hibák azonosítására vagy menetek ellenőrzésére használhatók, robotkarra szerelve.
Folyadéklencse (liquid lens) technológia
A folyadéklencsék különleges lencsék, amelyek elektronikus vezérléssel változtatják az optikai teljesítményt. Az elektronikus vezérlésű folyadéklencsék fókuszálási sebessége mindössze néhány milliszekundum, ami lehetővé teszi a gépi látás gyors, precíz és megbízható alkalmazását. A folyadéklencsék integrálhatók a 360 fokos lencsékbe, növelve azok sokoldalúságát. A gyors, pontos és megbízható újrafókuszálás milliszekundumok alatt ideális a robotikai alkalmazásokhoz, ahol különböző átmérőjű üregeket ellenőriznek.
