मशीन विजन लाइट के आकार का चयन करें

मशीन विजन तकनीक आधुनिक औद्योगिक स्वचालन और स्मार्ट विनिर्माण की एक महत्वपूर्ण स्तंभ है, जिसका उपयोग निरीक्षण, नौवहन, गुणवत्ता नियंत्रण और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। इनमें से, 2डी, 2.5डी और 3डी दृष्टि तकनीकें तीन प्रमुख तकनीकें हैं, जिनमें से प्रत्येक की अलग-अलग विशेषताएं और उपयोग के दायरे हैं।

I. पृष्ठभूमि

एक दृश्य प्रकाश स्रोत योजना का मूल्यांकन करते समय, दृश्य प्रकाश स्रोत के लिए उचित स्थान आरक्षित करना एक महत्वपूर्ण विचार है।

मूल्यांकन के दौरान, यदि प्रकाश स्रोत परीक्षण और सत्यापन पहले से नहीं किया जाता है, तो बाद के चरण में आरक्षित स्थान बहुत छोटा होने की समस्या हो सकती है। यही है, वास्तविक रूप से उपलब्ध प्रकाश स्रोत अक्सर मूल रूप से आरक्षित स्थान से बड़ा होता है, जिससे परियोजना प्रभावित होती है; यदि आकार की आवश्यकता को पूरा करने के लिए एक छोटे लगाव योग्य प्रकाश स्रोत को अपनाया जाता है, तो यह बहुत संभावना है कि प्रकाश स्रोत के अमेल के कारण इमेजिंग गुणवत्ता खराब हो और विकिरण प्रभाव असंतोषजनक हो, जिससे पूरी परियोजना की प्रगति प्रभावित होती है। अंत में, प्रकाश स्रोत के वास्तविक आकार के अनुसार स्थापना स्थान को संशोधित करना आवश्यक है, और पूरी प्रक्रिया समय और श्रम साधन लेती है।

इसलिए, दृश्य योजना का मूल्यांकन करते समय प्रकाश स्रोत के चयन के मूल्यांकन में अच्छा काम करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, अधिकांश दृश्य योजनाएं पहले प्रकाश स्रोत के आकार और ऊंचाई निर्धारित करने के लिए प्रकाशन परीक्षण करती हैं, और फिर अन्य भागों की डिजाइन करती हैं, जो परियोजना के सुचारु संचालन में मदद करेगा।

II. चयन मामले

नीचे बड़े और छोटे प्रकाश स्रोतों के प्रतिबिंब प्रभावों की तुलना करने वाली दो छवियां हैं: चित्र 1 में छोटे प्रकाश स्रोत के कारण प्रकाश का धब्बा दृश्य क्षेत्र को नहीं ढक पा रहा है; चित्र 2 में प्रकाश स्रोत का आकार उपयुक्त है, जो पूरे दृश्य क्षेत्र को ढक सकता है, समग्र प्रभाव एकसमान है और स्पष्ट पता लगाने योग्य विशेषताएं हैं।

हम प्रारंभिक प्रकाश टेस्ट किए बिना उपयुक्त आकार के प्रकाश स्रोत का चयन कैसे कर सकते हैं? परीक्षण नमूने प्राप्त करने के बाद, हमें संसूचन विशेषताओं को समझना होगा, प्रकाश मार्ग के प्रकार और प्रकाश स्रोत के रंग का निर्णय लेना होगा, और इनका चयन करने के बाद हम आवश्यक प्रकाश स्रोत के आकार का निर्णय ले सकते हैं।

इसके लिए मुख्य रूप से तीन बिंदु संदर्भ आधार के रूप में हैं। पहला बिंदु: प्रकाशन विधि, प्रकाशन विधि के दो प्रकार हैं, एक सामने की ओर प्रकाशन है, और दूसरा तल से पृष्ठभूमि प्रकाशन है; दूसरा बिंदु: लेंस का चयन, लेंस के दो प्रकार हैं, जिन्हें FA लेंस और टेलीसेंट्रिक लेंस कहा जाता है; तीसरा बिंदु: प्रकाश स्रोत संरचना की कार्य दूरी और दृष्टि क्षेत्र का आकार।

III. प्रकाशन विधि

सामने की ओर प्रकाशन विधि से यह निर्णय लेना कि क्या परीक्षण उत्पाद की सतह चिकनी और परावर्तक है, अपरावर्तक सतह के लिए प्रकाश स्रोत के आकार के प्रति आवश्यकताएं कम होती हैं, और दृष्टि क्षेत्र के लगभग 1/2 आकार का प्रकाश स्रोत पर्याप्त होता है।

उदाहरण के लिए प्रतिबिंबित सतह पर ध्यान केंद्रित करते हुए यह निर्धारित करने के लिए कि प्रकाश स्रोत के आकार का चयन कैसे किया जाए, सबसे पहले प्रतिबिंबित सतह पर मौजूद विशेषताओं का पता लगाना आवश्यक है, और प्रकाश की धारा पूरे दृश्य क्षेत्र को कवर करना चाहिए तथा एक समान छवि बनानी चाहिए, जिससे बेहतर कॉन्ट्रास्ट प्राप्त होगा।  

एक ही समय पर, तीन मापदंडों को जाना जाना चाहिए: कैमरा के टारगेट केंद्र का आकार, कैमरे से सतह की दूरी काम करने की दूरी, और दृष्टि के क्षेत्र का आकार (दृष्टि के क्षेत्र की लंबाई और चौड़ाई कैमरा चिप की लंबाई और चौड़ाई के संगत होती है)। दूसरा, यदि लेंस एक FA लेंस है, तो यह भी ज्ञात करना आवश्यक है कि समाविष्ट कोण मापदंड। इस प्रकार, कैमरा लेंस के प्रक्षेपण कोण और परावर्तन कोण प्राप्त किया जा सकता है, जैसा कि निम्नलिखित आंकड़ों में दिखाया गया है (चित्र 3, चित्र 4, चित्र 5)। यह देखा जा सकता है कि प्रक्षेपण और परावर्तन एक W-आकार के आकृति बनाते हैं। यदि प्रकाश स्रोत प्रक्षेपण कोण के बाहर है (जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है), तो परावर्तन कोण में प्रकाश स्थान होगा; यदि प्रकाश स्रोत परावर्तन कोण की महत्वपूर्ण स्थिति पर है (जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है), तो प्रकाश स्थान दृष्टि के क्षेत्र के किनारे पर दिखाई देगा; केवल तभी जब प्रकाश स्रोत परावर्तन किनारे (W) के बाहर हो (जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है), तभी यह एक समान प्रतिबिंब प्रभाव आरेख हो सकता है।

तल प्रकाश संचरण के मामले में भी यही बात लागू होती है, लेकिन परावर्तन कोण की गणना करने की कोई आवश्यकता नहीं होती। प्रकाश स्रोत जितना अधिक दूरी पर होगा, प्रक्षेपण कोण की विस्तारित चौड़ाई की दूरी उतनी ही अधिक होगी। FA लेंस के लिए बैकलाइट का चयन करते समय, इसकी गणना और मूल्यांकन इसी तरह से किया जा सकता है। जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दर्शाया गया है:

IV. लेंस चयन

ऊपर वर्णित दोनों प्रकाश संचरण विधियाँ केवल FA लेंस के बारे में बताती हैं, और चित्रों एवं पाठ्य में भी FA लेंस को उदाहरण के रूप में लिया गया है। इसके अलावा एक अन्य प्रकार के लेंस के बारे में भी स्पष्टीकरण आवश्यक है, जिसे सामान्यतः टेलीसेंट्रिक लेंस कहा जाता है। टेलीसेंट्रिक लेंस मूल रूप से समांतर प्रकाशिक पथ प्रकार का होता है, अतः टेलीसेंट्रिक लेंस के साथ प्रकाश स्रोत के आकार का चयन करते समय, हमें केवल वास्तविक दृष्टि क्षेत्र से थोड़ा बड़ा आकार चुनने की आवश्यकता होती है। जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दर्शाया गया है:

V. प्रकाश स्रोत संरचना की कार्य दूरी और दृष्टि क्षेत्र का आकार

कैमरा टारगेट सेंटर और कार्य दूरी, लेंस कोण, प्रकाश स्रोत की कार्य दूरी और दृष्टि क्षेत्र को जानने के बाद, प्रकाश स्रोत का आकार गणना द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। इसके साथ-साथ CAD जैसे सॉफ्टवेयर का उपयोग पैरामीटर के अनुसार ग्राफिक्स बनाने के लिए किया जा सकता है, ताकि स्पष्ट रूप से देखा जा सके कि प्रकाश स्रोत का प्रकाश क्षेत्र कहाँ है और चयनित प्रकाश स्रोत का आकार उचित है या नहीं। निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:

जब लेंस एक सामान्य FA लेंस होता है, तो समान त्रिभुजों की विशेषताओं से प्रकाश स्रोत की कार्य दूरी Wd और सतह प्रकाश लंबाई L के बीच संबंध प्राप्त किया जा सकता है:  

WD/(WD+wd)=FOV/L

जब लेंस एक टेलीसेंट्रिक लेंस होता है, तो चयनित प्रकाश स्रोत की स्थापना स्थिति केवल यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि  L > FOV.

छ. निष्कर्ष

मशीन विजन निरीक्षण योजना में, दृश्य प्रकाश स्रोत का चयन एक महत्वपूर्ण भाग है। प्रकाश स्रोत योजना का सही चयन पूरे विजन सिस्टम को सुचारु रूप से पूरा करने में सहायक होता है, तथा उपयुक्त प्रकाश स्रोत से तंत्र की लागत एवं स्थापना स्थान को प्रभावी ढंग से बचाया जा सकता है।