Βιομηχανικές Πηγές Συναξονικού Φωτός: Πεδία Εφαρμογής και Αρχή Λειτουργίας

Οι βιομηχανικές συναξονικές πηγές φωτός εφαρμόζονται κυρίως σε βιομηχανικά σενάρια όπου απαιτείται η εξάλειψη ανακλάσεων στην επιφάνεια των αντικειμένων, η ανάδειξη λεπτών δομών ή η επίτευξη υψηλής ακρίβειας στην ανίχνευση, και είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για τον εντοπισμό επίπεδων και υψηλά ανακλαστικών υλικών.

Τα κύρια πεδία εφαρμογής τους περιλαμβάνουν:

Βιομηχανία ηλεκτρονικής κατασκευής: Ανίχνευση ίχνους σε πλακέτα PCB, ανίχνευση επιπεδότητας ακροδεκτών τσιπ και προσδιορισμός ποιότητας συγκολλήσεων εξαρτημάτων.

Βιομηχανία ημιαγωγών: Ανίχνευση γρατσουνιών/ελαττωμάτων στην επιφάνεια wafer, ανάγνωση σημάνσεων και έλεγχος εμφάνισης ημιαγωγών μετά τη συσκευασία.

Έλεγχος ακριβών εξαρτημάτων: Ανίχνευση γρατσουνιών, βλαβών και μέτρηση διαστάσεων στην επιφάνεια μεταλλικών/γυάλινων ρουλεμάν, γραναζιών, φακών, κ.λπ.

Βιομηχανία οθονών LCD/OLED: Ανίχνευση ελαττωμάτων pixel (λευκές/μαύρες κουκκίδες) και έλεγχος καθαρισμού της επιφάνειας υποστρωμάτων γυαλιού.

Ανίχνευση αυτοκινητοβιομηχανικών εξαρτημάτων: Ανίχνευση ελαττωμάτων επιφάνειας (όπως ακαμψίες, εντοπισμός εντοπισμένων βαθουλώσεων) και επαλήθευση ακρίβειας συναρμολόγησης ακριβών εξαρτημάτων από ψύχρανση και πλαστικά αναμονής για αυτοκίνητα.

Ανίχνευση ιατρικών αναλώσιμων: Ανίχνευση ελαττωμάτων εμφάνισης και έλεγχος συμμόρφωσης διαστάσεων διαφανών/ημιδιαφανών αναλώσιμων, όπως συριγγών και σωλήνων έγχυσης.

Η βασική αρχή λειτουργίας των βιομηχανικών κοαξονικών πηγών φωτός είναι η χρήση μιας ημιδιαφανούς και ημιανακλαστικής επιφάνειας (διαχωριστή δέσμης) ώστε η πηγή φωτός να είναι κοαξονική με την οπτική διαδρομή της κάμερας, εξαλείφοντας τις ανακλάσεις από την επιφάνεια του αντικειμένου που μετράται, ενώ ταυτόχρονα φωτίζει ομοιόμορφα τις λεπτομέρειες του αντικειμένου.

Η συγκεκριμένη διαδικασία λειτουργίας μπορεί να χωριστεί σε 3 βήματα:

Έκλυση φωτός: Το φως που εκπέμπεται από LED ή άλλες πηγές φωτός πρώτα προσπίπτει κάθετα σε ένα ημιδιαφανές και ημιανακλαστικό κάτοπτρο τοποθετημένο υπό γωνία 45°.

Αλλαγή οπτικής διαδρομής: Το ημιδιαφανές και ημιανακλαστικό κάτοπτρο ανακλά το κάθετα προσπίπτον φως κατά 90°, κάνοντας τη διεύθυνσή του εντελώς σύμφωνη με την οπτική διαδρομή λήψης της κάμερας (δηλαδή «συνάξονα»), και προσπίπτει κάθετα στην επιφάνεια του μετρούμενου αντικειμένου.

Ανατροφοδότηση εικόνας: Το φως που ανακλάται από την επιφάνεια του αντικειμένου (χωρίς παρεμβολές ανάκλασης, φέροντας μόνο πληροφορίες για τις λεπτομέρειες του αντικειμένου) επιστρέφει κατά μήκος της αρχικής οπτικής διαδρομής, διαπερνά το ημιδιαφανές και ημιανακλαστικό κάτοπτρο και στη συνέχεια εισέρχεται στο φακό της κάμερας, δημιουργώντας τελικά μια καθαρή εικόνα ανίχνευσης με χαμηλή ανάκλαση.

Το βασικό πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι ότι μπορεί να αποφύγει την κατοπτρική ανάκλαση που δημιουργείται όταν το φως προσπίπτει σε αντικείμενα με υψηλή ανακλαστικότητα (όπως μέταλλο και γυαλί) υπό μη κάθετη γωνία, επιτρέποντας στην κάμερα να καταγράφει με μεγαλύτερη ακρίβεια λεπτομέρειες όπως γρατσουνιές, ελαττώματα και υφές στην επιφάνεια του αντικειμένου.