Linh kiện · Chiếu sáng
Chiếu sáng quyết định camera nhìn thấy gì. Đúng hình học, bước sóng và chế độ điều khiển biến đặc điểm khó thấy thành ảnh tương phản cao, lặp lại được — trước cả khi phần mềm chạy.
Chiếu sáng quyết định camera nhìn thấy gì. Chọn đúng hình học, bước sóng và chế độ điều khiển đèn giúp đặc điểm khó thấy trở nên rõ nét và ổn định.
Nguyên lý hoạt động
Ánh sáng phản xạ khỏi bề mặt nhẵn theo đúng góc tới. Nếu tia phản xạ gương đi vào ống kính, vùng phẳng sẽ sáng — đó là chiếu sáng trường sáng. Nếu ánh sáng tới ở góc thấp, tia phản xạ gương không vào ống kính và vùng phẳng tối; chỉ vết xước, cạnh và chi tiết nổi tán xạ ánh sáng vào camera — đó là chiếu sáng trường tối.
Ánh sáng khuếch tán (đèn vòm, vòm phẳng) tới từ nhiều hướng cùng lúc, che đi vân bề mặt và chói trên chi tiết bóng hoặc cong. Đèn chiếu ngược đặt sản phẩm giữa đèn và camera để tạo bóng sắc nét cho biên dạng và lỗ.
Bước sóng là đòn bẩy thứ hai. Chi tiết có màu sẽ sáng dưới ánh sáng cùng màu và tối dưới màu bổ sung. Bước sóng ngắn (xanh lam, UV) làm hiện chi tiết bề mặt nhỏ; hồng ngoại giảm khác biệt màu và có thể nhìn xuyên một số loại mực và nhựa.
Các loại
Mở từng loại để xem nguyên lý, chỗ phù hợp, hạn chế và thông số cần kiểm tra.
Nguyên lý. Ánh sáng trực tiếp từ vòng đèn lắp quanh ống kính. Vòng góc hẹp cho trường sáng; góc rộng làm dịu phản xạ.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. LED chiếu gần như song song với bề mặt. Vùng phẳng phản xạ ánh sáng ra xa ống kính nên tối; vết xước, móp, chữ dập nổi và cạnh tán xạ ánh sáng lên trên.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Một hoặc nhiều thanh đèn chiếu vào sản phẩm từ các góc chọn sẵn. Hai hoặc bốn thanh cho chiếu sáng đối xứng; một thanh thấp cho trường tối có hướng.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. LED chiếu vào mặt trong của vòm trắng, vòm phản xạ ánh sáng xuống sản phẩm từ mọi hướng. Camera nhìn qua lỗ ở đỉnh vòm.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Tấm khuếch tán phẳng kết hợp độ mềm của đèn vòm với thành phần đồng trục, loại bỏ chấm tối mà đèn vòm tạo ra trên chi tiết phản quang.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Gương bán phần phản xạ ánh sáng thẳng xuống sản phẩm. Vùng phẳng phản quang hắt ánh sáng thẳng về ống kính (sáng); chi tiết khắc, dập nổi hoặc có vân tán xạ ánh sáng đi (tối).
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Tấm đèn đồng đều phía sau sản phẩm tạo đường biên đen trên nền trắng, tương phản cao. Đèn chiếu ngược chuẩn trực (telecentric) phát ánh sáng song song cho cạnh chính xác nhất.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. LED công suất cao hội tụ thành một dải mỏng khớp với hàng cảm biến duy nhất của camera line-scan, cho phép phơi sáng rất ngắn ở tốc độ cuộn cao.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Chùm sáng tập trung, thường có thấu kính hội tụ, chiếu một vùng nhỏ với cường độ cao — hữu ích cho trường nhìn nhỏ hoặc làm nguồn qua sợi quang.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Ảnh chụp với ánh sáng từ các hướng khác nhau được phần mềm ghép lại để tính độ dốc bề mặt. Móp nông, chữ dập nổi và lỗi vân nổi bật lên trong khi màu và chữ in bị triệt.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Nguyên lý. Bộ điều khiển dòng không đổi giữ độ sáng ổn định. Bộ strobe chỉ bật đèn trong lúc phơi sáng; overdrive phát xung dòng cao hơn cho chớp sáng rất ngắn, rất mạnh để 'đóng băng' chuyển động.
Phù hợp nhất cho
Hạn chế
Thông số chính cần kiểm tra
Thông số
| Thông số | Ý nghĩa | Cách chọn |
|---|---|---|
| Bước sóng / màu | Đỉnh phát xạ của LED (VD: xanh lam 470 nm, đỏ 625 nm, IR 850 nm) hoặc trắng. | Chọn màu cho tương phản lớn nhất giữa chi tiết và nền; dùng công cụ Tương phản màu bên dưới. |
| Cường độ | Lượng ánh sáng tới sản phẩm ở khoảng cách làm việc. | Cường độ cao cho phép phơi sáng ngắn để đóng băng chuyển động và khẩu nhỏ để tăng độ sâu trường ảnh. |
| Độ đồng đều | Mức chênh lệch độ sáng trên vùng chiếu sáng. | Rất quan trọng cho đo lường và cho ngưỡng phải đúng trên toàn ảnh. |
| Hình học & góc chiếu | Hướng ánh sáng tới sản phẩm. | Quyết định trường sáng, trường tối, khuếch tán hay bóng đổ — xem nguyên lý ở trên. |
| Khoảng cách làm việc | Khoảng cách từ đèn tới sản phẩm để đạt hiệu ứng mong muốn. | Đèn vòm và vòng góc thấp phải đặt gần; đèn thanh và đèn điểm có thể xa hơn. |
| Chế độ điều khiển | Chạy liên tục, strobe hoặc overdrive. | Strobe hoặc overdrive cho sản phẩm chuyển động; liên tục cho cảnh chậm hoặc đứng yên. |
| Nguồn & kết nối | Thường 24 V DC, có đầu nối tới bộ điều khiển. | Khớp đầu nối và dòng với bộ điều khiển; kiểm tra chiều dài cáp. |
| Nhiệt & tuổi thọ | Tuổi thọ LED phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và dòng điều khiển. | Dùng strobe, tản nhiệt hoặc làm mát cho đèn công suất cao để giữ độ sáng ổn định. |
| Phụ kiện | Tấm khuếch tán, kính phân cực, kính lọc, kính bảo vệ. | Cặp kính phân cực cắt chói; kính lọc bandpass trên ống kính chặn ánh sáng môi trường. |
Phòng thí nghiệm chiếu sáng tương tác
Chọn một kỹ thuật chiếu sáng để xem ánh sáng tới sản phẩm thế nào — và camera nhìn thấy gì.
Hình học chiếu sáng
Hình camera nhìn thấy
Ánh sáng trực tiếp, mạnh, từ quanh trục ống kính. Gọn và đa dụng.
Công cụ kỹ thuật
Ước tính nhanh theo công thức tiêu chuẩn. Luôn xác nhận bằng thử nghiệm trên sản phẩm thật.
Chọn màu của chi tiết, của nền và màu đèn. Công cụ cho thấy camera đơn sắc nhìn chúng thế nào và ước tính độ tương phản.
Hướng dẫn chọn
| Yêu cầu | Khuyến nghị | Lý do / ghi chú |
|---|---|---|
| Vết xước hoặc móp trên kim loại phẳng | Đèn vòng hoặc thanh góc thấp (trường tối) | Lỗi phát sáng trên nền tối. |
| Chữ in trên bề mặt cong, bóng | Đèn vòm | Loại bỏ chói và điểm sáng. |
| Mã laser trên kim loại như gương | Đồng trục hoặc vòm phẳng | Vùng phẳng sáng, mã tối. |
| Kích thước ngoài, lỗ | Đèn chiếu ngược (chuẩn trực để đo chính xác) | Bóng sắc nét để đo cạnh. |
| Cuộn vật liệu nhanh hoặc chi tiết dài | Đèn dải + camera line-scan | Cường độ rất cao cho phơi sáng ngắn. |
| Lỗi 3D nông trên chi tiết có vân | Chiếu sáng đa góc | Tách hình dạng khỏi màu và chữ in. |
| Loại bỏ khác biệt màu, đọc xuyên màng | Hồng ngoại (850–940 nm) | Nhiều loại thuốc nhuộm và màng trở nên trong suốt. |
| Keo, dấu hoặc lớp phủ huỳnh quang | UV (365–405 nm) + kính lọc long-pass | Chỉ vật liệu huỳnh quang sáng lên. |
| Kiểm tra và phân loại màu | Ánh sáng trắng + camera màu | Hoặc camera đơn sắc với nhiều đèn màu. |
Ví dụ
Các cấu hình minh họa cho thấy linh kiện được kết hợp thế nào trong thực tế.
Ví dụ ứng dụng
Ví dụ ứng dụng
Ví dụ ứng dụng
Ví dụ ứng dụng
Hỏi đáp
Một bước sóng giúp kiểm soát tương phản chính xác: chi tiết cùng màu sáng lên, màu bổ sung tối đi. Cảm biến đơn sắc cũng dùng mọi điểm ảnh, cho độ phân giải hiệu dụng cao hơn cảm biến màu.
Strobe chỉ bật đèn trong lúc camera phơi sáng, giảm nhiệt và kéo dài tuổi thọ. Overdrive chạy LED vượt định mức liên tục trong thời gian rất ngắn để có chớp sáng rất mạnh, rất ngắn, đóng băng chuyển động nhanh — với giới hạn nghiêm ngặt về độ dài xung và chu kỳ làm việc.
Tuổi thọ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và dòng điều khiển. Strobe, tản nhiệt tốt và dòng vừa phải giữ độ sáng ổn định lâu dài; chạy liên tục dòng cao trong tủ nóng sẽ rút ngắn tuổi thọ.
Kính lọc bandpass khớp với đèn sẽ chặn ánh sáng môi trường và đèn của trạm khác, giúp kết quả ổn định hơn. Kính phân cực giảm chói trên chi tiết bóng.
Được. Chiều dài, đường kính, góc và bước sóng theo yêu cầu là việc thường gặp khi đèn tiêu chuẩn không vừa trạm hoặc sản phẩm.
Tiếp tục khám phá
Gửi sản phẩm và yêu cầu cho chúng tôi — kỹ sư sẽ thử trên mẫu thật và đề xuất cấu hình.
