تطبيق المرشحات الاستقطابية والأضواء المستقطبة في مشاريع فحص الرؤية الآلية

يُعد الفحص البصري الآلي أمرًا بالغ الأهمية في التصنيع الذكي، لكن انعكاسات سطح القطعة العمل، الوهج، والإضاءة غير المتساوية غالبًا ما تؤدي إلى تدنّي جودة الصورة وتعيق الكشف الدقيق عن العيوب. وتؤدي المرشحات الاستقطابية ومصادر الضوء المستقطب، بوصفها مكونات بصرية رئيسية، دورًا محوريًا في تنظيم حالات استقطاب الضوء—مما يكبح فعليًا الانعكاسات غير المرغوب فيها، ويعزز تباين العيوب، ويقلل من تداخل الضوء المحيط. وهذا يحسّن بشكل كبير وضوح الصورة وموثوقية الكشف. فيما يلي التركيز على وظائفها الأساسية وأمثلة موجزة على التطبيقات العملية.

1. الوظائف الأساسية للاستقطاب في الرؤية الآلية

يتمحور الدور الأساسي لتكنولوجيا الاستقطاب حول تحسين البيئة البصرية لأنظمة الرؤية الآلية من خلال ثلاث وظائف رئيسية: الأولى، كبح الانعكاسات اللامعة والوهج : تصفية الضوء المنعكس المستقطب خطيًا من الأسطح الناعمة (مثل المعدن والزجاج) للقضاء على الوهج الذي يُخفي العيوب. الثانية، تعزيز تباين العيوب : تحويل التغيرات البسيطة في حالة الاستقطاب الناتجة عن العيوب الداخلية (مثل الفقاعات، والشقوق) في المواد الشفافة إلى اختلافات مرئية في درجات الرمادي. ثالثًا، مقاومة تداخل الضوء المحيط : حجب الضوء المحيط المستقطب عشوائيًا، وضمان جودة صورة مستقرة في البيئات الصناعية المعقدة.

2. حالات تطبيق عملية موجزة

تم تطبيق تقنية الاستقطاب على نطاق واسع في حل سيناريوهات الكشف الصعبة. ومن الأمثلة النموذجية ما يلي:

2.1 كشف عيوب سطح زجاج السيارات

يتميز زجاج السيارات بدرجة عالية من الشفافية والنعومة، مما يؤدي إلى انعكاس قوي تحت الإضاءة العادية. وباعتماد مصادر ضوء مستقطب خطي وفلترة استقطاب متقاطعة (مرشح استقطاب ومحلل بزاوية 90°)، يتم قمع الانعكاس بشكل فعال. وتظهر الخدوش والفقاعات والشوائب على سطح الزجاج بوضوح، حيث تصل دقة اكتشاف العيوب (≥0.1 مم) إلى 99.5٪ — وهو ما يفوق بكثير النظام التقليدي البالغ 85٪.

2.2 كشف العيوب الداخلية في أفلام البلاستيك

تتميز الأفلام البلاستيكية الشفافة بوجود فروق دقيقة في شدة الضوء بين الفقاعات/الشوائب الداخلية والطبقة الأساسية، مما يجعل من الصعب اكتشاف العيوب. ويُحدث الضوء المستقطب انكساراً مزدوجاً عند العيوب بسبب اختلاف معامل الانكسار. ومن خلال التصفية باستخدام مرشح استقطاب، تتحول العيوب الداخلية غير المرئية إلى بقع واضحة فاتحة أو داكنة، ما يمكّن الخوارزميات من التعرف عليها بدقة.

2.3 كشف خدوش قطع المحرك المعدنية

تمتلك قطع المحركات المعدنية أسطحًا عاكسة تشبه المرايا، مما يؤدي إلى ضبابية معالم الخدوش تحت الإضاءة العادية. وبضبط الزاوية بين المستقطب (الموجود أمام مصدر الضوء) والمحلل (الموجود أمام الكاميرا)، يتم تصفيّة الانعكاسات اللامعة، بينما تُحتفظ بالانعكاسات المتفرقة الناتجة عن الخدوش. وتظهر الخدوش كخطوط داكنة واضحة، مما يضمن اكتشافها بدقة بواسطة خوارزميات الرؤية.

2.4 قراءة الباركود على تغليف رقائق الألومنيوم

تجعل انعكاسية رقائق الألومنيوم العالية أكواد الشريط المطبوعة غير قابلة للتعريف تحت الضوء العادي. تقنية الاستقطاب تقلل من انعكاس السطح الركيزي عن طريق تصفية الضوء المنعكس المستقطب لرقائق الألومنيوم، مع الاحتفاظ بالضوء المنتشر من طبقة كود الشريط. مما يمكّن من التعرف على كود الشريط بشكل مستقر ودقيق، ويضمن إمكانية تتبع المنتج.

3. الخلاصة

تلعب المرشحات المستقطبة ومصادر الضوء المستقطب دورًا لا يمكن تعويضه في رؤية الآلات من خلال قمع الانعكاسات، وتعزيز التباين، والمقاومة ضد التداخل. تُعد تطبيقاتها حلاً فعالًا لصعوبات الكشف في القطع ذات الأسطح العاكسة بشدة أو الشفافة أو المعقدة. ومع تقدم التصنيع الذكي، ستواصل تقنية الاستقطاب دعم عمليات الفحص الدقيقة والمستقرة في مختلف السيناريوهات الصناعية.