Εφαρμογές των καμερών πόλωσης στη βιομηχανική οπτική επιθεώρηση

Στη βιομηχανική οπτική επιθεώρηση, η «λάμψη» και τα «κρυφά ελαττώματα» είναι δύο μεγάλα εφιάλτη για τις συμβατικές κάμερες: ισχυρές ανακλάσεις από τις επιφάνειες μεταλλικών εξαρτημάτων καθιστούν τις γρατσουνιές «αόρατες», η λάμψη σε διαφανές γυαλί αποκρύπτει εσωτερικές φυσαλίδες, και τα ίχνη τάσης σε πλαστικά εξαρτήματα είναι εντελώς αδύνατο να ανιχνευθούν με τυπικές κάμερες. Αυτά τα προβλήματα οδηγούν σε ποσοστά παράλειψης ελαττωμάτων έως και 15%, απαιτώντας χειροκίνητο επανέλεγχο, που επιβραδύνει σημαντικά την παραγωγή.

Οι πολωτικές κάμερες, χρησιμοποιώντας τη μοναδική τους δυνατότητα «φιλτραρίσματος του πολωμένου φωτός και επισήμανσης λεπτών διαφορών», λειτουργούν σαν ένα «αντιθαμβωτικό φίλτρο + μεγεθυντικός φακός ελαττωμάτων» για την κάμερα. Λύνουν εύκολα προβλήματα με τα οποία αγχώνονται οι συμβατικές κάμερες.

Αυτό το άρθρο αναλύει τις βασικές εφαρμογές των πολωτικών καμερών στη βιομηχανική επιθεώρηση, συνδυάζοντας τις τεχνικές αρχές με πραγματικές περιπτώσεις, ώστε να κατανοήσετε «γιατί μπορούν να εξαλείψουν αντανακλάσεις και να αποκαλύψουν ελαττώματα».

Ι. Οι «2 Βασικές Δυνατότητες» των Πολωτικών Καμερών

Πολλοί άνθρωποι νομίζουν ότι «οι πολωτικές κάμερες χρησιμοποιούνται απλώς για μείωση της λάμψης», αλλά παραβλέπουν τη βασική τους αξία, η οποία βρίσκεται στη «διαδραστικότητα μεταξύ του πολωμένου φωτός και των υλικών». Αυτές οι δύο δυνατότητες αντιμετωπίζουν άμεσα τα μειονεκτήματα των συμβατικών καμερών:

1. «Κατευθυνόμενη Εξάλειψη Λάμψης» για την απομάκρυνση ανακλάσεων/λάμψης: Το φως που ανακλάται από λείες επιφάνειες όπως μέταλλο, γυαλί και πλαστικό συχνά είναι «πολωμένο φως» (φως που ταλαντώνεται σε ένα επίπεδο). Οι κάμερες πόλωσης μπορούν να φιλτράρουν το πολωμένο φως σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις ρυθμίζοντας τη γωνία του πολωτή, με αποτέλεσμα οι ανακλαστικές περιοχές να «σκουραίνουν» και τα στοιχεία ελαττωμάτων να «ξεχωρίζουν» (π.χ. οι γρατσουνιές σε μέταλλο γίνονται ορατές ανάμεσα στις ανακλάσεις).

2. «Αποκάλυψη Κρυφών Χαρακτηριστικών» για την αναγνώριση αόρατων διαφορών: Κρυφά χαρακτηριστικά όπως η εσωτερική τάση σε διαφανή εξαρτήματα, η υφή του πλαστικού ή η ομοιομορφία επικάλυψης προκαλούν το διερχόμενο φως να υφίσταται αλλαγές στη «κατάσταση πόλωσης» (αλλαγή στην κατεύθυνση ταλάντωσης). Οι κάμερες πόλωσης μπορούν να καταγράψουν αυτή την αλλαγή, μετατρέποντας τα κρυφά χαρακτηριστικά σε εικόνες με «αντίθεση στη φωτεινότητα» (π.χ. τα σημάδια τάσης στο γυαλί εμφανίζονται ως έγχρωμες ακτίνες).

Απλά: Οι σκηνές όπου οι συμβατικές κάμερες «τυφλώνονται από τη λάμψη και δεν μπορούν να δουν κρυφά ελαττώματα» αποτελούν το «κύριο πεδίο μάχης» για τις πολωτικές κάμερες.

ΙΙ. Βασικά Σενάρια Εφαρμογής στη Βιομηχανική Οπτική Επιθεώρηση

Οι πολωτικές κάμερες δεν είναι ένα «πανόπλιο», αλλά τα πλεονεκτήματά τους είναι αναντικατάστατα σε σενάρια με «έντονη λάμψη ή ανάγκη αναγνώρισης κρυφών χαρακτηριστικών», και εφαρμόζονται συγκεκριμένα σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς:

1. Σενάριο 1: Έλεγχος Ελαττωμάτων Επιφάνειας Μεταλλικών Εξαρτημάτων – Απαλοιφή Λάμψης για Αποκάλυψη Γρατσουνιών/Ενσφηνώσεων

• Σημείο πόνου: Οι γρατσουνιές, ενδείξεις και ανωμαλίες στα αυτοκινητικά εξαρτήματα (π.χ. μπλοκ κινητήρα, τροχαλίες μετάδοσης) και στα εργαλεία (π.χ. κόπτες, ρουλεμάν) συχνά «χάνονται» λόγω φωτεινών σημείων από έντονες ανακλάσεις σε λείες μεταλλικές επιφάνειες με τη χρήση συμβατικών καμερών, με αποτέλεσμα ποσοστά μη εντοπισμού έως 20%. Η χειροκίνητη επιθεώρηση απαιτεί επανειλημμένες ρυθμίσεις της γωνίας για να βρεθούν λιγότερο ανακλαστικά σημεία, διαρκώντας 5 λεπτά ανά εξάρτημα, είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική και επιρρεπής σε λάθη λόγω κόπωσης.

• Λύση με Πολωτική Κάμερα:

(1). Τεχνική Αρχή: Οι ανακλάσεις από μεταλλικές επιφάνειες συχνά είναι "γραμμικά πολωμένο φως". Ρυθμίζοντας τη γωνία του πολωτή της κάμερας ώστε να είναι κάθετη στην κατεύθυνση πόλωσης της ανάκλασης, πάνω από 90% της θόλωσης μπορεί να φιλτραριστεί. Το φως από γρατσουνιές/ενδείξεις σκεδάζεται τυχαία (ανεξάρτητα πολωμένο) και δεν φιλτράρεται, εμφανιζόμενο ως «ξεκάθαρες φωτεινές γραμμές/σκούρα σημεία» σε σκούρο φόντο, καθιστώντας τα ελαττώματα προφανή.

(2). Διάταξη Υλικού (Hardware Setup): Χρησιμοποιήστε μια γραμμική κάμερα 5MP με πόλωση (γωνία πόλωσης ρυθμιζόμενη 0-360°) + φωτιστικό δακτυλίου (ομοιόμορφος φωτισμός, μείωση λαμπρών σημείων) + μακροφακό (μεγέθυνση λεπτομερειών ελαττωμάτων όπως γρατσουνιές 0,1 mm).

• Αποτέλεσμα υλοποίησης:

Έλεγχος γρατσουνιών στην επιφάνεια τροχαλίας μετάδοσης (βάθος γρατσουνιού ≥0,05 mm):

(1).Παραδοσιακή Μέθοδος: Συμβατική κάμερα + χειροκίνητος επανέλεγχος, 5 λεπτά/τροχαλία, ποσοστό παράλειψης 20% (λεπτές γρατσουνιές κρύβονται από τη λάμψη), ημερήσια ζημιά από επανεργασία >¥10.000.

(2).Μέθοδος Κάμερας Πόλωσης: Αυτοματοποιημένος έλεγχος με απομάκρυνση λάμψης, 10 δευτερόλεπτα/τροχαλία, ανίχνευση λεπτών γρατσουνιών 0,05 mm, ποσοστό παράλειψης μειώνεται σε 0,5%, αύξηση απόδοσης 30x, ημερήσια εξοικονόμηση από επανεργασία ~¥9.500, ετήσια εξοικονόμηση >¥3 εκατομμύρια.

• Επιτρεπτές Σενάρια: Έλεγχος γρατσουνιών, ενσφηνώσεων και ακαμάτων σε μεταλλικά αυτοκινητικά εξαρτήματα, εργαλεία, προϊόντα από ανοξείδωτο χάλυβα και μεταλλικά εξαρτήματα αεροδιαστημικής.

2. Σενάριο 2: Έλεγχος Διαφανών/Ημιδιαφανών Εξαρτημάτων – Απομάκρυνση Λάμψης για Ανίχνευση Εσωτερικών Φυσαλίδων/Ακαθαρσιών

• Σημείο πόνου: Για προϊόντα όπως τα γυάλινα κάλυμμα κινητών τηλεφώνων, το φωτοβολταϊκό γυαλί, τα πλαστικά μπουκάλια και οι οπτικοί φακοί, η "φωτεινή επιφάνεια" και οι "εσωτερικές αντανάκλασεις" όταν καταγράφονται από συμβατικές κάμερες Μια φούσκα 0,1 χιλιοστών σε γυαλί τηλεφώνου μπορεί να είναι απλά μια θολή λάμψη. Η χειροκίνητη επιθεώρηση απαιτεί σκοτεινά κουτιά και συγκεκριμένες γωνίες φωτισμού, είναι αργή (30 δευτερόλεπτα/γυαλί) και επιρρεπής σε λάθη.

• Λύση με Πολωτική Κάμερα:

(1). Τεχνική Αρχή: Το φιλτράρισμα της λάμψης της επιφάνειας (συχνά πόλωση) επιτρέπει την σαφή συλλογή της "διασκορπισμού του φωτός από εσωτερικά ελαττώματα". Οι φυσαλίδες/ακαθαρσίες προκαλούν διάσπαρτο φως (μη πόλικο), εμφανιζόμενο ως "σκοτεινά σημεία". Οι ρωγμές αλλάζουν τη διάθλαση του φωτός, εμφανιζόμενες ως "σκοτεινές γραμμές", εντελώς απαλλαγμένες από παρεμβολές λά

(2). Διάταξη Υλικού (Hardware Setup): Χρησιμοποιήστε κάμερα πόλωσης 12MP (υψηλής ανάλυσης για μικρά ελαττώματα) + ομοαξονικό φως (μείνει τις αντανακλάσεις της επιφάνειας) + γυάλινο μεταφορέα (σταθερή ταχύτητα για επιθεώρηση υψηλής ταχύτητας).

• Αποτέλεσμα υλοποίησης:

Ελέγχος εσωτερικών φυσαλίδων σε γυάλινα κάλυμμα κινητών τηλεφώνων (διάμετρος φυσαλίδας ≥ 0,1 mm):

(1) Η Παραδοσιακή μέθοδος: Συμβατική κάμερα + χειροκίνητη επιθεώρηση σε σκοτεινό κουτί, 30 δευτερόλεπτα/γυαλί, ποσοστό παράλειψης 15% (μικροί αφροί κρύβονται από θόλωση), >200 γυαλιά απορρίπτονται ημερησίως (ζημία ¥6.000).

(2). Μέθοδος Πολωτικής Κάμερας: Αυτοματοποιημένη επιθεώρηση με αφαίρεση θόλωσης, 2 δευτερόλεπτα/γυαλί, ανιχνεύει φυσαλίδες 0,1 mm, το ποσοστό παράλειψης μειώνεται σε 0,3%, ημερήσια απόρριψη μειώνεται σε 6 γυαλιά (ζημία ¥180), ετήσια εξοικονόμηση >¥2 εκατομμύρια, αύξηση απόδοσης 15x.

• Επιτρεπτές Σενάρια: Εσωτερική επιθεώρηση φυσαλίδων, ακαθαρσιών, ρωγμών σε γυαλί κινητού, γυαλί PV, οπτικά φακά, πλαστικά διαφανή δοχεία, ημιδιαφανείς μεμβράνες.

3. Σενάριο 3: Έλεγχος Τάσης σε Πλαστικά/Σύνθετα Υλικά – Αποκάλυψη Λανθάνουσας Εσωτερικής Τάσης/Υφής

• Σημείο πόνου: Οι εσωτερικές «γραμμές τάσης» από τη διαμόρφωση/τύπωση σε πλαστικά εξαρτήματα (π.χ. κελύφη συσκευών, εσωτερικά αυτοκινήτου) και σύνθετα υλικά (π.χ. φύλλα άνθρακα) είναι αόρατες αλλά επιδεινώνουν τα εξαρτήματα. Η παραδοσιακή επιθεώρηση απαιτεί ένα «πολωμέτρο» (αφιερωμένο, αργό: 2 λεπτά/εξάρτημα), που δεν είναι συμβατό με την ταχύτητα γραμμής (π.χ. 10 εξαρτήματα/λεπτό), επιβάλλοντας δειγματοληψία (π.χ. 10%), με κίνδυνο ελαττωματικές παρτίδες.

• Λύση με Πολωτική Κάμερα:

(1).Τεχνική αρχή: Οι γραμμές τάσης προκαλούν «διπλή διάθλαση» (το φως διαχωρίζεται σε δύο κάθετα πολωμένες δέσμες). Η κάμερα καταγράφει τη διαφορά φάσης, μετατρέποντάς την σε «χρωματιστούς κροσσούς» (πυκνοί όπου η τάση είναι υψηλή), απεικονίζοντας έτσι τις κρυφές γραμμές τάσης χωρίς αφιερωμένο πολωμέτρο.

(2).Διάταξη υλικού: Χρησιμοποιήστε μια κάμερα πόλωσης 2MP (υποστηρίζει ανάλυση διαφοράς φάσης) + φωτισμό υψηλής φωτεινότητας (εξασφαλίζει τη διέλευση του φωτός μέσα από παχιά πλαστικά) + σύστημα συγχρονισμού με τη γραμμή (συντονισμός με τη μηχανή τύπωσης).

• Αποτέλεσμα υλοποίησης:

Έλεγχος γραμμών τάσης σε πλαστικό κέλυφος πλυντηρίου ρούχων:

(1).Παραδοσιακή Μέθοδος: Δειγματοληψία πολωτιμέτρου, 2 λεπτά/κέλυφος, ποσοστό δειγματοληψίας 10%, οδήγησε στο ράγισμα παρτίδας (απώλεια 500.000 γιουάν).

(2).Μέθοδος Κάμερας Πόλωσης: πλήρης επιθεώρηση 100%, 5 δευτερόλεπτα/κέλυφος, ανιχνεύει κρυφά σημάδια τάσης πλάτους 0,5 mm, ποσοστό ανίχνευσης 99,8% για ανωμαλίες τάσης, εξαλείφει ελαττώματα παρτίδας, ετήσια εξοικονόμηση >800.000 γιουάν, αύξηση απόδοσης 24 φορές.

• Επιτρεπτές Σενάρια: Έλεγχος εσωτερικών σημαδιών τάσης, ανομοιομορφίας υφής σε πλαστικά κελύφη ηλεκτρικών συσκευών, εσωτερικά αυτοκινήτων από πλαστικό, σύνθετα εξαρτήματα, πλαστικοί σωλήνες.

4. Σενάριο 4: Έλεγχος Ομοιομορφίας Επικάλυψης/Φιλμ – Ανίχνευση Διακύμανσης Πάχους/Παραλειπόμενης Επικάλυψης

• Σημείο πόνου: Η ομοιόμορφη επικάλυψη σε βαφή αυτοκινήτων, επικαλύψεις επίπλων, βιομηχανικά φιλμ επηρεάζει την εμφάνιση/απόδοση. Οι συμβατικές κάμερες βλέπουν μόνο διαφορές χρώματος, όχι διακυμάνσεις πάχους (π.χ. διαφορά βαφής 0,01 mm). Οι παραδοσιακές μέθοδοι χρησιμοποιούν «μετρητές πάχους επικάλυψης» (επαφής, 10 δευτερόλεπτα/σημείο), οι οποίοι δεν είναι κατάλληλοι για μεγάλες επιφάνειες, εξαιρετικά αναποτελεσματικοί.

• Λύση με Πολωτική Κάμερα:

(1).Τεχνική αρχή: Διαφορετικά πάχη επικάλυψης προκαλούν διαφορετικές «αλλαγές στην κατάσταση πόλωσης» στο διερχόμενο φως. Πιο παχιές περιοχές αλλάζουν περισσότερο την πόλωση. Η ανάλυση αυτών των διαφορών μετατρέπει τη μεταβολή του πάχους σε «κλίσεις φωτεινότητας» (σκούρο=παχύ, ανοιχτό=λεπτό), δείχνοντας οπτικά προβλήματα ομοιομορφίας χωρίς επαφή.

(2).Διάταξη υλικού: Χρησιμοποιήστε κάμερα πόλωσης 8MP (με αλγόριθμους ανάλυσης κατάστασης πόλωσης) + λωρίδα φωτισμού (καλύπτει μεγάλη περιοχή) + ρομποτικό βραχίονα (για επιθεώρηση 360°).

• Αποτέλεσμα υλοποίησης:

Έλεγχος ομοιομορφίας βαφής αυτοκινήτου (απαίτηση: 80±5μm):

(1). Παραδοσιακή Μέθοδος: Δειγματοληψία με μετρητή επικάλυψης (10 σημεία/αυτοκίνητο), 10 λεπτά/αυτοκίνητο, ποσοστό παράλειψης 12% (ανομοιόμορφο σε μη μετρημένες περιοχές), ποσοστό επανεργασίας 8%.

(2). Μέθοδος Κάμερας Πόλωσης: Πλήρης έλεγχος σε 5 λεπτά/αυτοκίνητο, ανιχνεύει μεταβολή πάχους ±3μm, ποσοστό ανίχνευσης προβλημάτων ομοιομορφίας 99,5%, ποσοστό επανεργασίας μειώνεται σε 0,5%, ετήσια εξοικονόμηση από επανεργασία >¥1,2 εκατομμύρια, αύξηση απόδοσης 2x.

• Επιτρεπτές Σενάρια: Έλεγχος ομοιομορφίας επικάλυψης, παραλειπόμενης επικάλυψης και μεταβολής πάχους για βαφές αυτοκινήτων, επικαλύψεις επίπλων, βιομηχανικά φιλμ, αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις μετάλλων.

III. Παγίδες που πρέπει να αποφεύγονται: 3 Βασικά Σημεία Προσοχής  

• Επιλέξτε Λειτουργία Πόλωσης Βάσει του Τύπου Ελαττώματος: Δεν χρησιμοποιείται ο ίδιος τρόπος σε όλα τα σενάρια. Οι κάμερες μπορούν να είναι γραμμικής πόλωσης (καλύτερη για ανακλάσεις στην επιφάνεια μετάλλων/γυαλιού) ή κυκλικής πόλωσης (καλύτερη για καμπύλες/ακανόνιστες επιφάνειες όπως πλαστικά καμπύλα, θολωτό γυαλί). Η λανθασμένη επιλογή μειώνει την αποτελεσματικότητα.

•Συγχρονίστε τη Γωνία της Φωτεινής Πηγής και του Πολωτή: Απαραίτητο για το αποτέλεσμα. Χρησιμοποιήστε μη πολωμένες φωτεινές πηγές (τυπικά LED) και ρυθμίστε τη γωνία μεταξύ της φωτεινής πηγής και του πολωτή της κάμερας (καλύτερα όταν είναι κάθετες). Η χρήση πολωμένων φωτεινών πηγών ή λανθασμένων γωνιών δεν εξαλείφει τη λάμψη.

• Λάβετε Υπόψη την Ανάλυση και τον Ρυθμό Καρέ για τον Ρυθμό Παραγωγής:

(1). Λεπτά ελαττώματα (π.χ. γρατζούνισμα 0,1 mm): Επιλέξτε κάμερα ≥5MP.

(2). Γραμμές υψηλής ταχύτητας (π.χ. 1 γυαλί/2 δευτερόλεπτα): Επιλέξτε κάμερα ≥60fps.

(3). Μεγάλες επιφάνειες (π.χ. αμάξωμα αυτοκινήτου): Επιλέξτε κάμερα πόλωσης επιφάνειας για να αποφύγετε σφάλματα συρραφής από κάμερες σάρωσης γραμμής.

IV. Περίληψη: Καμερές πόλωσης Ενεργοποίηση που επιτρέπει στην βιομηχανική επιθεώρηση να "εξάλειψη της λάμψης και να δει κρυμμένα ελαττώματα"

Καθώς η βιομηχανική παραγωγή απαιτεί υψηλότερη ακρίβεια και παραγωγικότητα ανίχνευσης ελαττωμάτων, οι περιορισμοί των συμβατικών φωτογραφικών μηχανών "διαταραχές από την λάμψη και αδυναμία να δουν κρυμμένα ελαττώματα" γίνονται όλο και  

Οι κάμερες πόλωσης, με τις μοναδικές δυνατότητές τους να "εξάλειπουν την λάμψη και να αποκαλύπτουν κρυμμένα χαρακτηριστικά", γίνονται απαραίτητα εργαλεία στη μεταλλουργία, στην κατασκευή διαφανών εξαρτημάτων, στο χύτεμα πλαστικών, στην επίστρωση και Δεν αντικαθιστούν τις συμβατικές κάμερες αλλά γεμίζουν το κενό για "σενάρια ευάλωτα σε λάμψη και ανίχνευση κρυμμένων ελαττωμάτων", μετακινώντας την βιομηχανική επιθεώρηση όρασης από "εξάρτηση από τύχη και γωνίες" σε "σταθε