نظام رؤية آلية لكشف الخدوش على الزجاجات الزجاجية الشفافة

في إنتاج زجاجات زجاجية شفافة، يُعد ضمان جودة المنتج أمراً في غاية الأهمية. يمكن أن تؤثر الخدوش على الزجاجات ليس فقط على مظهرها الجمالي، بل قد تُضعف أيضًا سلامتها الإنشائية ووظيفتها. تُعد طرق الفحص اليدوية التقليدية عملية مُعَدة وشاقة وعرضة للخطأ البشري. ولذلك، برزت أنظمة الرؤية الآلية كخيار موثوق وفعال للكشف عن الخدوش على الزجاجات الزجاجية.

المنتجات المستخدمة في نظام الرؤية الآلية

أنظمة الإضاءة

الإضاءة المناسبة ضرورية لتعزيز وضوح الخدوش على الزجاجات الزجاجية. يمكن استخدام تقنيات إضاءة مختلفة اعتمادًا على خصائص الزجاجات الزجاجية ونوع الخدوش المراد اكتشافها.

الإضاءة الخلفية هي طريقة تُستخدم بشكل شائع. يوضع مصدر إضاءة خلفي موحد وساطع، مثل لوحة إضاءة LED، خلف الزجاجة الزجاجية. عندما يمر الضوء عبر الزجاج الشفاف، فإن الخدش، الذي يُعتبر تشققًا في السطح الملس، سيقوم بحجب الضوء أو تفريقه. ونتيجة لذلك، يظهر الخدش كخط أو مساحة داكنة على خلفية مشرقة، مما يجعله واضحًا جدًا. تكون هذه التقنية فعّالة بشكل خاص في اكتشاف الخدوش التي تخترق الزجاج بالكامل أو تكون نسبيًا عميقة، لأنها تُحدث عائقًا أكثر وضوحًا أمام مرور الضوء.

الإضاءة الجانبية هي طريقة أخرى فعّالة، خاصة للكشف عن الخدوش السطحية الخفيفة على زجاجة الزجاج. من خلال وضع مصدر الضوء بزاوية على جانب الزجاجة، يصطدم الضوء بالسطح وتُلقي الخدوش الخفيفة ظلالاً. هذه الظلال تزيد التباين بين الخدش والسطح الأملس المحيط به، مما يجعل حتى الخدوش البسيطة مرئية أمام الكاميرا. تلعب زاوية الإضاءة الجانبية دوراً بالغ الأهمية؛ فزاوية مائلة جداً قد تؤدي إلى وهج مفرط، في حين أن زاوية غير مائلة بما يكفي قد لا تُشكّل ظلالاً واضحة بما يكفي.

تُستخدم مصابيح الحلقة، التي توفر إضاءة بزاوية 360 درجة حول العدسة، بشكل واسع أيضًا. حيث تُشع هذه المصابيح ضوءًا بشكل متساوٍ في جميع أنحاء مجال رؤية الكاميرا، مما يضمن إضاءة سطح الزجاجة بالكامل بشكل موحد. ويساعد هذا في تجنب الإضاءة غير المتساوية التي قد تخفي الخدوش في المناطق المظلمة. تكون مصابيح الحلقة مفيدة للكشف عن الخدوش على الأسطح المنحنية لزجاجات الزجاج، حيث يمكنها متابعة خطوط الزجاجة وتوفير إضاءة ثابتة عبر أجزاء مختلفة من السطح.

يتم استخدام الإضاءة المستقطبة لمعالجة المشكلات المتعلقة بالوهج والانعكاسات. الزجاج له خاصية انعكاسية عالية، ويمكن أن تتسبب الإضاءة العادية في انعكاسات غير مرغوب فيها تُخفي الخدوش. يمكن استخدام الإضاءة المستقطبة مع مرشحات استقطاب مثبتة على عدسة الكاميرا لتقليل هذه الانعكاسات أو إزالتها تمامًا. تعمل موجات الضوء المستقطب على الاهتزاز في اتجاه محدد، ويسمح المرشح الموجود على الكاميرا فقط لموجات الضوء التي تهتز في ذلك الاتجاه بالمرور، مما يمنع الضوء المتناثر والمنعكس ويُظهر الخدوش بشكل أكثر وضوحًا.

المشاكل التي تمت مواجهتها في عملية الكشف

انعكاس وانكسار الضوء

تعد إحدى التحديات الرئيسية في اكتشاف الخدوش على الزجاجات الزجاجية الشفافة هي انعكاس الضوء وانكساره. الزجاج مادة highly عاكسة وانكسارية. عندما يصطدم الضوء بسطح الزجاجة، يمكن أن ينعكس في عدة اتجاهات، مما يخلق وهجًا و Highlights انعكاسية قد تُخفي رؤية الخدوش. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن ينكسر الضوء المار عبر الزجاج، مما يؤدي إلى تشويه مظهر الخدوش. تصبح هذه المشكلة أكثر وضوحًا عند استخدام بعض إعدادات الإضاءة. على سبيل المثال، إذا لم تكن زاوية الإضاءة مثالية، فقد يكون الضوء المنعكس من سطح الزجاجة الملساء أقوى بكثير من الضوء المتناثر بواسطة الخدوش، مما يجعل من الصعب على الكاميرا التقاط صور واضحة للخدوش.

تباين خصائص سطح الزجاجة والخدوش

يمكن أن تتميز الزجاجات الزجاجية بتنوع كبير في خصائص سطحها، بما في ذلك النعومة والملمس واللون. قد تحتوي بعض الزجاجات الزجاجية على أنماط أو ملصقات محفورة، مما قد يزيد من تعقيد عملية اكتشاف الخدوش. علاوة على ذلك، يمكن أن تختلف الخدوش نفسها من حيث الحجم والشكل والعمق والاتجاه. قد تكون الخدوش الصغيرة والسطحية سهلة التغاضي عنها، خاصة إذا كانت موجودة في مناطق ذات ميزات سطحية معقدة. قد تختلف الخصائص البصرية للخدوش العميقة مقارنة بالخدوش الضحلة، مما يتطلب تقنيات إضاءة مختلفة للكشف الدقيق عنها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر اتجاه الخدوش على طريقة تفاعلها مع الضوء وعلى كيفية التقاطها بواسطة الكاميرا. قد تكون الخدوش الموازية لاتجاه الإضاءة أقل وضوحًا من تلك الموجودة بشكل عمودي عليه.

تحليل الصعوبة

إعداد وتحسين الإضاءة

إن تحقيق إعداد الإضاءة الأمثل يُعدُّ تحديًا كبيرًا. مع وجود أنواع مختلفة من الإضاءة، يصعب تحديد النوع أو المزيج الأنسب لكل نوع من الزجاجات وخصائص الخدوش. يتطلب الأمر إجراء اختبارات وتعديلات مكثفة. على سبيل المثال، قد تحتاج الزجاجة ذات السطح المنحني للغاية إلى مزيج من الإضاءة الحلزونية والإضاءة الجانبية لضمان إضاءة جميع المناطق بشكل صحيح، في حين أن الزجاجة ذات السطح الأملس والمسطح قد تعمل بشكل جيد مع إضاءة خلفية. علاوة على ذلك، يجب التحكم بدقة في شدة الإضاءة. فالإضاءة الشديدة يمكن أن تؤدي إلى الإفراط في التعرض، مما يُخفي تفاصيل الخدوش، في حين أن الإضاءة القليلة جدًا قد تجعل الخدوش غير قابلة للتمييز عن الخلفية.

الاستنتاج

تقدم أنظمة الرؤية الآلية حلاً واعدًا لكشف الخدوش على الزجاجات الزجاجية الشفافة، حيث تلعب أنظمة الإضاءة دورًا حيويًا في هذه العملية. من خلال استخدام تقنيات إضاءة مناسبة مثل الإضاءة الخلفية، والإضاءة الجانبية، والأضواء الحلزونية، والإضاءة المستقطبة، يمكن لهذه الأنظمة تعزيز رؤية الخدوش وتحسين التحكم في الجودة خلال إنتاج الزجاجات الزجاجية. ومع ذلك، فإن عملية الكشف ليست خالية من التحديات، بما في ذلك المشكلات المتعلقة بانعكاس الضوء وانكساره، والتغير في خصائص الزجاجات الزجاجية والخدوش، والبيئات الإنتاجية المعقدة. للتغلب على هذه التحديات، يتطلب الأمر إعداد وتحسين دقيق لأنظمة الإضاءة، ومعايرة النظام ودمجه، والصيانة الدورية. مع استمرار تقدم التكنولوجيا، يمكن توقع تحسينات إضافية في أنظمة الإضاءة ودمجها ضمن إعدادات الرؤية الآلية لكشف الخدوش في الزجاجات الزجاجية، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة ودقة التحكم في الجودة في صناعة تصنيع الزجاج.