Bagaimanakah Prisma Optik Mengekalkan Ketepatan Pemeriksaan Perindustrian?

Dalam sistem penglihatan mesin industri, kamera adalah "mata", algoritma adalah "otak", dan prisma optik adalah "pemimpin tersembunyi laluan cahaya"—tidak kelihatan dan tidak berwujud, namun mampu membolehkan "mata" menangkap sasaran secara tepat dalam persekitaran industri yang kompleks dengan memesongkan cahaya, melaras imej, dan mengagihkan alur cahaya. Sama ada untuk memeriksa komponen dalam ruang sempit, mengenal pasti kecacatan pada tali sawat laju tinggi, atau melakukan kalibrasi tepat dalam pemodelan 3D, prisma adalah perkakas yang mustahak.

ⅰ. Tugas Utama Prisma: Menyelesaikan "Cabaran Laluan Cahaya" dalam Penglihatan Mesin

Tapak industri jauh lebih kompleks daripada makmal: beberapa titik pemeriksaan tersembunyi di dalam peralatan, menjadikan penyelarasan kamera secara langsung mustahil; sebahagian bahagian bergerak pada kelajuan tinggi, memerlukan penangkapan serentak butiran pelbagai aspek; sesetengah senario menuntut orientasi imej yang ketat, di mana penyimpangan kecil pun boleh menyebabkan salah penilaian. Peranan prisma adalah untuk memberikan penyelesaian optik yang tepat yang disesuaikan dengan "cabaran-cabaran" ini.

1. Had Kekangan Ruang? Gunakan Prisma untuk "Melenturkan" Pandangan ke Sasaran  

Dalam pemeriksaan blok enjin automotif, laluan udara dalaman adalah sempit dan berliku-liku, menghalang kanta kamera daripada masuk untuk pengimejan langsung. Di sinilah prisma sudut tepat berperanan. Seperti sebuah "cermin", ia memesongkan imej dari dalam laluan sebanyak 90 darjah, memproyeksikannya ke sensor kamera luaran—secara asasnya memberikan kamera satu "mata bengkok" untuk melihat struktur dalaman tanpa perlu membongkar blok tersebut.

Sebuah komponen yang lebih khusus lagi, prisma pentagon, mempunyai keupayaan unik untuk memesongkan cahaya yang masuk secara tepat sebanyak 90 darjah tanpa mengira sudut kemasukan. Dalam alat ukur gear berketepatan tinggi, sinar pengukuran boleh mudah beralih disebabkan getaran semasa putaran kelajuan tinggi. Prisma pentagon menstabilkan dan membetulkan laluan cahaya, memastikan ralat pengukuran dikawal dalam lingkungan 0.001mm, mengekalkan ketepatan dalam pemeriksaan pic kereta dan profil.

2. Isu Orientasi Imej? Gunakan Prisma untuk "Betulkan" Perspektif

Kamera pada talian pemilahan bungkusan, bungkusan ditempatkan secara rawak—ada yang betul-betul tegak, ada yang condong—mengakibatkan orientasi imej yang kacau bilau sehingga algoritma sukar mentafsirkannya. Di sinilah prisma bumbung memainkan peranan utama. Ia membalikkan imej dari kiri ke kanan, melakukan "pembetulan cermin" supaya imej label yang dirakam sentiasa dalam kedudukan betul, meningkatkan kecekapan pemilahan sebanyak lebih 30%.

Prisma Dove adalah seorang "pakar putaran imej" sejati, mampu memutar imej pada sebarang sudut yang diingini. Dalam pemeriksaan pin cip, di mana cip boleh condong akibat ketidakselarian penghantaran, prisma Dove melaras sudut imej secara masa nyata, membolehkan algoritma mengenal pasti jarak dan integriti setiap pin dengan tepat, mengelakkan ralat yang disebabkan oleh penyimpangan sudut.

3. Perlukan Pemeriksaan Berbilang Sudut? Gunakan Prisma untuk "Membelah" Sinar bagi Pengambilan Serentak

Untuk memeriksa penutup kaca telefon bimbit, kecacatan pada bahagian depan, sisi, dan tepi perlu dilihat serentak. Menggunakan beberapa kamera secara berasingan akan menyusahkan pemasangan dan memerlukan penyelarasan imej selepasnya. Pembelah kiub menyelesaikan masalah ini. Ia membahagikan satu sumber cahaya kepada dua atau lebih sinar, mencorakkannya ke kamera pada sudut yang berbeza—mencapai "banyak tugas dengan satu sinar cahaya". Ini mengurangkan bilangan kamera yang diperlukan dan membolehkan pengimejan berbilang sudut secara segerak, menggandakan kecekapan pemeriksaan.

Reflektor sudut kubus melakukan keajaiban dengan memantulkan cahaya yang masuk terus kembali mengikut laluan asalnya, bertindak seperti "pemantul cahaya". Dalam pengimbas 3D laser, prisma sudut kubus berfungsi bersama sinar laser untuk mengukur variasi ketinggian permukaan secara tepat melalui pantulan berganda, membina semula model 3D bekas telefon dengan ketepatan sehingga 0.01mm, jauh lebih unggul daripada kaedah tradisional.

4. Perlukan Analisis Bahan? Gunakan Prisma untuk "Menceraikan" Cahaya

Dalam pemeriksaan makanan, menentukan sama ada susu tepu dicampur memerlukan analisis ciri spektrumnya. Prisma segi tiga berfungsi sebagai "pakar penguraian spektrum". Ia menceraikan cahaya putih kepada panjang gelombang yang berbeza—merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Bahan yang berbeza menyerap panjang gelombang tertentu; dengan menganalisis spektrum penyerapan, kehadiran bahan tambahan haram dalam susu tepu boleh dikesan, memberikan alternatif yang lebih cepat dan mesra alam berbanding ujian kimia tradisional.

ⅱ. Aplikasi Dunia Sebenar: Bagaimana Prisma Menyesuaikan Diri dengan Keperluan Industri yang Pelbagai

Tugas penglihatan mesin yang berbeza mempunyai keperluan yang sangat berbeza terhadap prisma. Pemilihan jenis prisma yang betul adalah penting untuk memaksimumkan prestasi sistem. Berikut adalah empat senario aplikasi tipikal:

1. Pengisihan Tali Sawat: Prisma Sudut Tegak + Bumbung Menyelesaikan "Tidak Nampak, Tidak Nampak Dengan Jelas"

Pada talian penyusunan botol air, pemeriksaan sama ada label telah diletakkan dengan betul dan penutup dikimpal rapat memerlukan pemeriksaan kamera pada kedudukan tetap. Namun, ruang di sebelah penghantar terhad. Prisma sudut tepat pertama memesongkan lintasan cahaya sebanyak 90°, membolehkan kamera yang dipasang di sisi untuk "melihat" badan botol. Jika botol yang condong menyebabkan imej label terbalik, prisma bumbung akan membetulkannya, memastikan algoritma membaca dengan tepat kedudukan label dan status penutup, meningkatkan kadar kejayaan penyusunan daripada 95% kepada 99.8%.

2. Pemodelan 3D Komponen: Prisma Penta + Kubus mencipta "Penglihatan Stereo"

Dalam pemeriksaan elektrod bateri kenderaan tenaga baharu, pengukuran ketebalan, keataan dan profil tepi memerlukan maklumat 3D yang tidak tersedia daripada satu pandangan tunggal. Di sini, prisma pentagon menstabilkan laluan cahaya, mengelakkan pesongan alur cahaya, manakala pembahagi alur berbentuk kiub membahagikan alur tersebut, memproyeksikannya ke kamera atas dan bawah. Dengan mengira perbezaan fasa antara alur-alur tersebut, model 3D elektrod dijana dengan cepat, dengan ralat pengukuran ketebalan ≤0.005mm, mengelakkan risiko keselamatan bateri yang disebabkan oleh ketebalan elektrod yang tidak sekata.

3. Pemeriksaan Permukaan Berkelajuan Tinggi: Prisma Dove menangkap Kecacatan "Sementara"

Pada talian pengeluaran bergulung plat keluli, plat bergerak pada kelajuan 3 meter per saat, dan calar atau lekuk pada permukaan hanya wujud sekejap. Sebuah kamera tunggal tidak dapat meliputi keseluruhan lebar plat. Prisma Dove memperluaskan medan penglihatan kamera kepada 120° dengan melaras sudut imej. Digandingkan dengan kamera berkelajuan tinggi, ia dapat merakam bahagian hadapan plat dan kedua-dua tepinya sekaligus, mengesan lebih daripada 1000 titik kecacatan per saat, mengurangkan kos sebanyak 40% berbanding susunan kamera pelbagai tradisional.

4. Penentuan Kedudukan Laser: Prisma Kubus Bucu membolehkan "Pantulan Tepat"

Dalam penyolderan robot industri, penentuan kedudukan jahitan yang tepat adalah kritikal, yang bergantung kepada sistem laser. Getaran bengkel dan habuk boleh memesongkan alur sinar laser. Prisma kubus bucu yang dipasang pada hujung efektor robot memantulkan alur sinar laser terus kembali ke pemancar. Dengan mengira penyimpangan cahaya yang dipantulkan, kedudukan robot dilaras secara masa nyata, mengawal ketepatan penyolderan dalam lingkungan 0.1mm dan mengurangkan kadar kecacatan secara ketara.

ⅲ.  Pemilihan Bahan Prisma: Bukan Hanya "Transmisi Cahaya yang Baik," tetapi juga "Ketahanan"

Persekitaran industri adalah kompleks dan berubah-ubah; faktor-faktor seperti suhu tinggi, kelembapan, getaran, dan kakisan kimia boleh mempengaruhi prestasi dan jangka hayat prisma. Oleh itu, pemilihan prisma melibatkan bukan sahaja prestasi optik tetapi juga ketahanan bahan. Berikut adalah lima bahan biasa dan senario yang sesuai:

Contoh: Apabila mengukur suhu keluli cair di bengkel keluli, suhu persekitaran melebihi 500°C. Prisma kaca N-BK7 piawai akan melebur, manakala prisma safir tahan terhadap haba tersebut. Digabungkan dengan kamera IR, ia memantau perubahan suhu secara masa nyata. Untuk pemeriksaan litografi UV dalam industri semikonduktor, silika lebur UV adalah pilihan utama, memastikan transmisi UV yang efisien bagi pemeriksaan ketepatan corak yang jitu.

ⅳ.  Pemilihan & Reka Bentuk Prisma: 3 Prinsip Utama untuk Mengelakkan Kecelakaan

Memilih prisma yang betul meningkatkan ketepatan dan kestabilan sistem penglihatan mesin; pilihan yang salah boleh menyebabkan ralat pemeriksaan yang besar dan kegagalan kerap. Berikut adalah tiga prinsip pemilihan utama:

1. Tentukan Jenis Berdasarkan "Keperluan Tugas", Jangan Buta-buta Mengejar "Premium"

• Untuk sekadar mengalihkan cahaya dalam ruang sempit, prisma sudut tepat sudah mencukupi; tiada keperluan untuk prisma penta yang mahal.

• Untuk pemeriksaan serentak berbilang sudut, utamakan pembahagi cahaya bentuk kiub berbanding kamera berganda + prisma piawai.

• Untuk putaran/pembetulan imej, pilih antara prisma Dove atau prisma bumbung berdasarkan sudut putaran yang diperlukan, elakkan kelebihan fungsi.

2. Pilih Bahan Berdasarkan "Keadaan Persekitaran", Menyeimbangkan Prestasi & Kos

• Suhu bilik piawai, persekitaran bukan korosif: Pilih kaca N-BK7 untuk prestasi terbaik dari segi kos.

• Suhu tinggi, persekitaran merbahaya: Pilih Sapfir atau Silika Terlakur UV untuk ketahanan.

• Senario IR atau UV: Pilih bahan IR berkaitan (Ge, ZnSe) atau bahan UV (Silika Terlakur UV); elakkan kaca piawai.

3. Tekankan "Kemahiran Terperinci" untuk Meningkatkan Prestasi Keseluruhan

• Salutan prisma adalah kritikal: Dalam senario pantulan tinggi (contohnya, pemeriksaan logam), pilih prisma bersalut anti-pantulan untuk mengurangkan kehilangan pantulan dan meningkatkan kejelasan imej.

• Ketepatan pembuatan mesti memenuhi piawaian: Ralat sudut prisma harus dikawal dalam lingkungan ±30 saat busur (1 saat busur = 1/3600 darjah); jika tidak, penyimpangan laluan cahaya berlaku, menjejaskan ketepatan pemeriksaan.

• Keserasian sistem: Saiz prisma dan pemasangannya mesti sepadan dengan kamera dan kanta untuk mengelakkan salah selarian akibat ralat pemasangan.

Kesimpulan: Kecil tetapi Hebat, "Tunjang Ketepatan" dalam Penglihatan Mesin

Dalam sistem penglihatan mesin, prisma mungkin tidak seketara kamera atau algoritma, namun ia secara senyap menjalankan tugas utama "kawalan laluan cahaya"—menyelesaikan cabaran seperti kekangan ruang, susunan imej yang tidak teratur, dan pemeriksaan sudut pelbagai, mendorong pemeriksaan industri daripada sekadar "melihat" kepada "melihat dengan tepat dan cepat."

Samada dalam pembuatan automotif, pengeluaran elektronik, pemeriksaan makanan, atau sektor tenaga baharu, pemilihan jenis dan bahan prisma yang sesuai adalah kunci untuk meningkatkan prestasi sistem penglihatan mesin. Seiring kemajuan penglihatan mesin ke arah ketepatan yang lebih tinggi dan senario yang lebih kompleks, peranan prisma akan menjadi semakin ketara.