Cách chọn 5 loại đèn thị giác máy phổ biến
Chiếu sáng thị giác máy Kỹ thuật mô tả cách một ánh sáng được đặt ở vị trí vật lý so với mục tiêu. Có năm kỹ thuật chiếu sáng tầm nhìn phổ biến: đèn vòng, chiếu sáng nền, chiếu sáng định hướng (trường sáng và trường tối), chiếu sáng vòng góc thấp và chiếu sáng đồng trục.
1. Đèn vòng
Đèn vòng là tiêu chuẩn đã được kiểm chứng trong chiếu sáng thị giác, thường được sử dụng trong các cuộc kiểm tra thị giác nói chung. Đèn vòng tiêu chuẩn được gắn trực tiếp vào camera hoặc cảm biến thị giác và cả hai bộ phận có thể gắn thành một khối để tiện lợi. Đèn vòng chiếu sáng rực rỡ khu vực ngay trước máy quay và đặc biệt hữu ích để kiểm tra các bộ phận nhỏ.
2. Chiếu sáng nền
Với đèn nền, nguồn sáng — thường là một loại đèn nền chuyên dụng cung cấp ánh sáng đều và cường độ cao — được đặt phía sau vật thể và chiếu trực tiếp vào camera. Chiếu sáng nền là kỹ thuật chiếu sáng có độ tương phản cao nhất hiện có, tạo ra hình ảnh nhị phân dễ xử lý.
Đối với các vật thể không trong suốt, ánh sáng nền tạo ra hình ảnh hiển thị bóng tối của chi tiết (hình bóng đen). Bóng dáng sau đó có thể được kiểm tra kích thước và hình dáng phù hợp. Những hình ảnh có độ tương phản cao được tạo ra bằng đèn nền rất lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như đo lường chính xác, đo lường các chi tiết nhỏ, phát hiện sự hiện diện hoặc không có lỗ thủng, và xác minh vị trí cũng như định hướng của các chi tiết.
Đối với các vật thể trong suốt, kỹ thuật chiếu sáng nền là một kỹ thuật phổ biến khi tìm kiếm khuyết điểm hoặc phát hiện mức độ trong suốt. Chiếu sáng nền không phải là kỹ thuật phù hợp để phát hiện màu sắc hoặc kết cấu bề mặt.
3. Chiếu sáng định hướng
Ánh sáng định hướng tạo ra bóng để phát hiện sự thay đổi độ sâu, chiếu sáng các góc bề mặt cụ thể và tránh chói của các bề mặt phản chiếu khi hướng về góc xa ống kính. Chiếu sáng định hướng có thể là trường sáng hoặc trường tối.
Trong chiếu sáng hướng trường sáng, nguồn sáng được đặt sao cho chiếu gần như vuông góc với vật thể, khiến vật thể trông sáng. Các đặc điểm trên bề mặt vật thể có thể nhìn thấy nhưng không quá tương phản. Tuy nhiên, trường sáng Ánh sáng có thể tạo ra chói và các điểm nóng trên bề mặt phản chiếu cao, và có thể không thể thể hiện được kết cấu bề mặt.
Trong chiếu sáng định hướng trường tối, nguồn sáng được đặt ở góc thấp, sao cho ánh sáng phản xạ từ vật thể ra xa camera. Ánh sáng trường tối tạo ra tổng thể hình ảnh tối hơn, nhưng các khuyết điểm bề mặt, các đặc điểm nổi lên và kết cấu lại sáng và nổi bật so với phần còn lại của mục tiêu. Ánh sáng trường tối giúp giảm chói, lý tưởng để quan sát các vật thể sáng bóng, và kỹ thuật này cũng có thể dùng để đo sự thay đổi chiều cao bằng cách tạo bóng dễ đo.
Đèn khu vực, đèn chiếu điểm và đèn quầy bar là những nguồn sáng phổ biến cung cấp ánh sáng định hướng. Đèn khu vực và đèn chiếu điểm cung cấp ánh sáng đều trong khu vực tập trung và có thể được lắp đặt trong khu vực kiểm tra hiện tại của bạn, không phụ thuộc vào trục quang học của cảm biến thị giác. Người dùng có thể thay đổi hướng hoặc khoảng cách của ánh sáng để cải thiện độ tương phản quang học mà không cần thêm đèn hoặc căn chỉnh lại các bộ phận đã kiểm tra.
Trong khi đó, đèn bar, còn gọi là đèn mảng tuyến tính, cung cấp ánh sáng cường độ cao hơn để chiếu sáng diện tích lớn, đồng thời xuyên qua bụi, sương mù và bụi bẩn. Đèn bar cung cấp ánh sáng sạch, sáng và đều để tạo độ tương phản quang học cần thiết cho việc kiểm tra chính xác đáng tin cậy các vật thể lớn ở khoảng cách xa.
4. Đèn vòng góc thấp
Là một dạng chiếu sáng trường tối, đèn vòng góc thấp có đèn LED gắn thành vòng tròn, hướng về phần gần như vuông góc với hướng nhìn của máy ảnh. Đèn vòng góc thấp tạo bóng và điểm sáng để phát hiện sự thay đổi về độ sâu và kết cấu bề mặt. Đèn vòng góc thấp lý tưởng để kiểm tra các khuyết tật bề mặt, vết ăn mòn và các vết dập nổi.
5. Chiếu sáng đồng trục
Là một dạng chiếu sáng trường sáng, ánh sáng đồng trục sử dụng bộ chia chùm tia để hội tụ ánh sáng dọc theo trục quang học của máy ảnh, cung cấp ánh sáng trực tiếp và khuếch tán giúp các bề mặt phản chiếu sáng mà không bị chói. Camera nhìn xuống từ trên xuống, qua ánh sáng đồng trục, đến phần mục tiêu bên dưới.
Kỹ thuật này có thể được sử dụng để loại bỏ bóng, kiểm tra vật thể sáng bóng hoặc phát hiện sự khác biệt về kết cấu bề mặt. Ánh sáng đồng trục và ánh sáng góc thấp tạo ra những hình ảnh đối lập về đặc điểm nào trông tối và sáng.
Chọn bước sóng ánh sáng phù hợp
Ngoài việc chọn kỹ thuật chiếu sáng phù hợp, các bước sóng ánh sáng khác nhau cũng có thể được sử dụng để tạo thêm độ tương phản, làm nổi bật các đặc điểm quan tâm hoặc giảm khả năng nhìn thấy của các đặc điểm không đáng kể.
Màu sắc của ánh sáng
Các màu ánh sáng khác nhau có thể được sử dụng để tạo thêm độ tương phản nhằm che khuất hoặc làm nổi bật các đặc điểm cụ thể. Nói chung, khi nguồn sáng có màu tương tự bộ phận, nó sẽ làm bộ phận trông sáng hơn. Ví dụ, một phần màu đỏ được chiếu sáng bằng đèn vòng màu đỏ sẽ làm phần màu đỏ trông sáng trên hình ảnh.
Ngược lại, khi màu của nguồn sáng khác với màu của bộ phận, bộ phận sẽ trông tối hơn. Ví dụ, khi cùng một phần màu đỏ được chiếu sáng bởi đèn xanh lá, phần màu đỏ sẽ xuất hiện tối màu.
Tia cực tím (UV)
Ánh sáng tử ngoại (UV) có thể được sử dụng để làm nổi bật các đặc điểm quan tâm khi có rất ít tương phản từ nền, chẳng hạn như các hạt keo trong suốt trên chi tiết. Ánh sáng UV chiếu lên keo dán có thể tạo hiệu ứng phát sáng (huỳnh quang) giúp keo dán nổi bật rõ ràng so với nền. Điều này giúp hệ thống thị giác dễ dàng nhận diện đáng tin cậy khi keo dán bị thiếu hoặc áp dụng sai cách.
Ánh sáng hồng ngoại (IR)
Ánh sáng hồng ngoại (IR) có thể được sử dụng để che giấu các đặc điểm không đáng kể bằng cách giảm độ tương phản của một số vật thể nhất định. Ví dụ, một số loại mực xuất hiện tối trong phổ nhìn thấy phản xạ lượng lớn ánh sáng hồng ngoại. Trong những trường hợp này, mực có thể biến mất trong hình ảnh thang độ xám—một hiệu ứng có thể dùng để che đi một số đặc điểm không đáng kể. Ánh sáng hồng ngoại cũng có thể được sử dụng để giảm chói và phản chiếu khi quan sát các vật thể sáng bóng.
1. Đèn vòng
Đèn vòng là tiêu chuẩn đã được kiểm chứng trong chiếu sáng thị giác, thường được sử dụng trong các cuộc kiểm tra thị giác nói chung. Đèn vòng tiêu chuẩn được gắn trực tiếp vào camera hoặc cảm biến thị giác và cả hai bộ phận có thể gắn thành một khối để tiện lợi. Đèn vòng chiếu sáng rực rỡ khu vực ngay trước máy quay và đặc biệt hữu ích để kiểm tra các bộ phận nhỏ.
2. Chiếu sáng nền
Với đèn nền, nguồn sáng — thường là một loại đèn nền chuyên dụng cung cấp ánh sáng đều và cường độ cao — được đặt phía sau vật thể và chiếu trực tiếp vào camera. Chiếu sáng nền là kỹ thuật chiếu sáng có độ tương phản cao nhất hiện có, tạo ra hình ảnh nhị phân dễ xử lý.
Đối với các vật thể không trong suốt, ánh sáng nền tạo ra hình ảnh hiển thị bóng tối của chi tiết (hình bóng đen). Bóng dáng sau đó có thể được kiểm tra kích thước và hình dáng phù hợp. Những hình ảnh có độ tương phản cao được tạo ra bằng đèn nền rất lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như đo lường chính xác, đo lường các chi tiết nhỏ, phát hiện sự hiện diện hoặc không có lỗ thủng, và xác minh vị trí cũng như định hướng của các chi tiết.
Đối với các vật thể trong suốt, kỹ thuật chiếu sáng nền là một kỹ thuật phổ biến khi tìm kiếm khuyết điểm hoặc phát hiện mức độ trong suốt. Chiếu sáng nền không phải là kỹ thuật phù hợp để phát hiện màu sắc hoặc kết cấu bề mặt.
3. Chiếu sáng định hướng
Ánh sáng định hướng tạo ra bóng để phát hiện sự thay đổi độ sâu, chiếu sáng các góc bề mặt cụ thể và tránh chói của các bề mặt phản chiếu khi hướng về góc xa ống kính. Chiếu sáng định hướng có thể là trường sáng hoặc trường tối.
Trong chiếu sáng hướng trường sáng, nguồn sáng được đặt sao cho chiếu gần như vuông góc với vật thể, khiến vật thể trông sáng. Các đặc điểm trên bề mặt vật thể có thể nhìn thấy nhưng không quá tương phản. Tuy nhiên, trường sáng Ánh sáng có thể tạo ra chói và các điểm nóng trên bề mặt phản chiếu cao, và có thể không thể thể hiện được kết cấu bề mặt.
Trong chiếu sáng định hướng trường tối, nguồn sáng được đặt ở góc thấp, sao cho ánh sáng phản xạ từ vật thể ra xa camera. Ánh sáng trường tối tạo ra tổng thể hình ảnh tối hơn, nhưng các khuyết điểm bề mặt, các đặc điểm nổi lên và kết cấu lại sáng và nổi bật so với phần còn lại của mục tiêu. Ánh sáng trường tối giúp giảm chói, lý tưởng để quan sát các vật thể sáng bóng, và kỹ thuật này cũng có thể dùng để đo sự thay đổi chiều cao bằng cách tạo bóng dễ đo.
Đèn khu vực, đèn chiếu điểm và đèn quầy bar là những nguồn sáng phổ biến cung cấp ánh sáng định hướng. Đèn khu vực và đèn chiếu điểm cung cấp ánh sáng đều trong khu vực tập trung và có thể được lắp đặt trong khu vực kiểm tra hiện tại của bạn, không phụ thuộc vào trục quang học của cảm biến thị giác. Người dùng có thể thay đổi hướng hoặc khoảng cách của ánh sáng để cải thiện độ tương phản quang học mà không cần thêm đèn hoặc căn chỉnh lại các bộ phận đã kiểm tra.
Trong khi đó, đèn bar, còn gọi là đèn mảng tuyến tính, cung cấp ánh sáng cường độ cao hơn để chiếu sáng diện tích lớn, đồng thời xuyên qua bụi, sương mù và bụi bẩn. Đèn bar cung cấp ánh sáng sạch, sáng và đều để tạo độ tương phản quang học cần thiết cho việc kiểm tra chính xác đáng tin cậy các vật thể lớn ở khoảng cách xa.
4. Đèn vòng góc thấp
Là một dạng chiếu sáng trường tối, đèn vòng góc thấp có đèn LED gắn thành vòng tròn, hướng về phần gần như vuông góc với hướng nhìn của máy ảnh. Đèn vòng góc thấp tạo bóng và điểm sáng để phát hiện sự thay đổi về độ sâu và kết cấu bề mặt. Đèn vòng góc thấp lý tưởng để kiểm tra các khuyết tật bề mặt, vết ăn mòn và các vết dập nổi.
5. Chiếu sáng đồng trục
Là một dạng chiếu sáng trường sáng, ánh sáng đồng trục sử dụng bộ chia chùm tia để hội tụ ánh sáng dọc theo trục quang học của máy ảnh, cung cấp ánh sáng trực tiếp và khuếch tán giúp các bề mặt phản chiếu sáng mà không bị chói. Camera nhìn xuống từ trên xuống, qua ánh sáng đồng trục, đến phần mục tiêu bên dưới.
Kỹ thuật này có thể được sử dụng để loại bỏ bóng, kiểm tra vật thể sáng bóng hoặc phát hiện sự khác biệt về kết cấu bề mặt. Ánh sáng đồng trục và ánh sáng góc thấp tạo ra những hình ảnh đối lập về đặc điểm nào trông tối và sáng.
Chọn bước sóng ánh sáng phù hợp
Ngoài việc chọn kỹ thuật chiếu sáng phù hợp, các bước sóng ánh sáng khác nhau cũng có thể được sử dụng để tạo thêm độ tương phản, làm nổi bật các đặc điểm quan tâm hoặc giảm khả năng nhìn thấy của các đặc điểm không đáng kể.
Màu sắc của ánh sáng
Các màu ánh sáng khác nhau có thể được sử dụng để tạo thêm độ tương phản nhằm che khuất hoặc làm nổi bật các đặc điểm cụ thể. Nói chung, khi nguồn sáng có màu tương tự bộ phận, nó sẽ làm bộ phận trông sáng hơn. Ví dụ, một phần màu đỏ được chiếu sáng bằng đèn vòng màu đỏ sẽ làm phần màu đỏ trông sáng trên hình ảnh.
Ngược lại, khi màu của nguồn sáng khác với màu của bộ phận, bộ phận sẽ trông tối hơn. Ví dụ, khi cùng một phần màu đỏ được chiếu sáng bởi đèn xanh lá, phần màu đỏ sẽ xuất hiện tối màu.
Tia cực tím (UV)
Ánh sáng tử ngoại (UV) có thể được sử dụng để làm nổi bật các đặc điểm quan tâm khi có rất ít tương phản từ nền, chẳng hạn như các hạt keo trong suốt trên chi tiết. Ánh sáng UV chiếu lên keo dán có thể tạo hiệu ứng phát sáng (huỳnh quang) giúp keo dán nổi bật rõ ràng so với nền. Điều này giúp hệ thống thị giác dễ dàng nhận diện đáng tin cậy khi keo dán bị thiếu hoặc áp dụng sai cách.
Ánh sáng hồng ngoại (IR)
Ánh sáng hồng ngoại (IR) có thể được sử dụng để che giấu các đặc điểm không đáng kể bằng cách giảm độ tương phản của một số vật thể nhất định. Ví dụ, một số loại mực xuất hiện tối trong phổ nhìn thấy phản xạ lượng lớn ánh sáng hồng ngoại. Trong những trường hợp này, mực có thể biến mất trong hình ảnh thang độ xám—một hiệu ứng có thể dùng để che đi một số đặc điểm không đáng kể. Ánh sáng hồng ngoại cũng có thể được sử dụng để giảm chói và phản chiếu khi quan sát các vật thể sáng bóng.
