遠(yuǎn)心鏡頭在彈簧檢測(cè)中的應(yīng)用

   　 在工業(yè)生產(chǎn)中，彈簧有著重要的應(yīng)用，彈簧的質(zhì)量常常關(guān)系到工業(yè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，因此彈簧檢測(cè)的重要性不言而喻。由于彈簧的種類越來越繁多，市場(chǎng)需求量越來越大，精度要求越來越高，原始的人工檢測(cè)速度和精度都已經(jīng)達(dá)不到目前工業(yè)生產(chǎn)的要求，現(xiàn)代化的檢測(cè)方法應(yīng)運(yùn)而生，視覺檢測(cè)作為非接觸式測(cè)量中應(yīng)用較常見和高效的一種，在彈簧的檢測(cè)中應(yīng)用廣，但是傳統(tǒng)的光學(xué)檢測(cè)仍存在以下問題無法解決：

一、檢測(cè)尺寸或角度時(shí)由于邊緣不穩(wěn)定導(dǎo)致精度不高

       傳統(tǒng)的視覺檢測(cè)采用高分辨率CCD相機(jī)和工業(yè)鏡頭，由于工業(yè)鏡頭的成像原理如下:

       由于此圖為理論模型，而工業(yè)鏡頭成像時(shí)有一定的景深容許誤差，當(dāng)S’位置前移或后移時(shí)，相機(jī)仍能得到清晰的圖像，但是當(dāng)被測(cè)物S位置發(fā)生變化時(shí)，S’的成像高度會(huì)發(fā)生變化，也就意味著工業(yè)鏡頭的放大倍率會(huì)隨著工作距離的變化而變化，這樣在實(shí)際成像的過程中，會(huì)導(dǎo)致物體的成像比例發(fā)生不同程度的變化，邊緣不固定，在標(biāo)定完成后測(cè)量的過程中測(cè)量結(jié)果會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致測(cè)量角度和尺寸的時(shí)候精度不高。

       對(duì)應(yīng)的，我們用雙遠(yuǎn)心鏡頭檢測(cè)時(shí)可以解決以上問題。雙遠(yuǎn)心鏡頭的光路原理如下圖所示：

       雙遠(yuǎn)心鏡頭通過在透鏡中間放置光闌，使得進(jìn)出鏡頭的光線均為平行光，將其余的漫反射光源都濾掉，這樣一來，不管物距怎么改變（當(dāng)然在能夠清晰成像的范圍內(nèi)），放大倍率都不會(huì)變化，這一特性可以解決的問題不止是被測(cè)物邊緣的穩(wěn)定性問題，同時(shí)可以解決生產(chǎn)線不可控制的抖動(dòng)對(duì)系統(tǒng)精度的影響問題，可用于諸多高精度在線檢測(cè)要求。

二、檢測(cè)連續(xù)性時(shí)拐彎處反光導(dǎo)致檢測(cè)錯(cuò)誤

       圖像處理中是通過灰度值的變化來判斷邊緣的有無，由于彈簧本身結(jié)構(gòu)的特殊性，無論是采用落射光源還是背光源，都不能取得被測(cè)物體灰度值始終一致的圖像，特別在拐腳反光處，常常取得與其他區(qū)域相反的灰度值，導(dǎo)致最終的測(cè)量結(jié)果顯示拐角處斷裂，這種結(jié)果會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)工作的直接失敗。

       而當(dāng)我們采用平行光源和雙遠(yuǎn)心鏡頭時(shí)，圖像連續(xù)性非常好，檢測(cè)時(shí)尺寸檢測(cè)，瑕疵都一目了然，效果非常好。下圖為采用雙遠(yuǎn)心鏡頭和平行光源拍攝的彈簧輪廓圖片，灰度值對(duì)比非常明顯，處理起來很簡(jiǎn)單，幾乎不可能出現(xiàn)檢測(cè)誤差。

三、鏡頭景深不能同時(shí)覆蓋整個(gè)彈簧

       普通工業(yè)鏡頭的景深比較小，而彈簧本身有一定的高度，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鏡頭景深不能完全覆蓋，不能同時(shí)清晰成像的情況，在這種情況下，測(cè)量和檢測(cè)無法進(jìn)行，是光學(xué)檢測(cè)在這一領(lǐng)域沒有辦法解決的。而當(dāng)我們采用雙遠(yuǎn)心鏡頭時(shí)，由于其平行光特性，景深相較普通鏡頭可以做到幾倍甚至幾十倍，完全可以解決這一問題。

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