การให้แสงสำหรับการมองเห็นด้วยเครื่องจักรในการตรวจสอบฟิล์ม: กรณีการใช้งานจริงสองแบบ

ฟิล์มที่โปร่งใสและกึ่งโปร่งใสมักยากต่อการตรวจสอบ เนื่องจากอาจส่งผ่านหรือกระจายแสงแทนที่จะสร้างขอบที่มองเห็นได้ชัดเจน ระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักรที่ใช้งานได้จริงจึงจำเป็นต้องทำให้สถานะ 'มีฟิล์ม' กับ 'ไม่มีฟิล์ม' แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ โดยไม่พึ่งพาการปรับปรุงด้วยซอฟต์แวร์เพียงอย่างเดียว ในการทดสอบทั้งสองครั้งนี้ เป้าหมายของการตรวจสอบคือการตรวจหาการมีอยู่ของฟิล์ม โครงสร้างฟิล์มสองแบบต้องใช้รูปแบบการจัดวางแหล่งกำเนิดแสงที่ต่างกัน ได้แก่ แสงแบบโดมสำหรับฟิล์มที่มีแหวนเหล็ก และแสงแบบแหวนที่วางต่ำมุมสำหรับฟิล์มแบบโดม

เหตุใดรูปแบบการจัดวางแหล่งกำเนิดแสงจึงมีความสำคัญต่อการตรวจหาการมีอยู่ของฟิล์ม

ฟิล์มอาจมีอยู่จริงทางกายภาพ แต่กลับแทบมองไม่เห็นภายใต้แสงที่ไม่เหมาะสม ดังนั้น แสงจึงต้องโต้ตอบกับฟิล์มและชิ้นส่วนยึดตรึงอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงของความเข้มหรือสีที่สามารถทำซ้ำได้ภายในบริเวณที่ทำการตรวจสอบ

สำหรับตัวอย่างแหวนเหล็ก การถ่ายภาพแบบขาวดำเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้ว เนื่องจากเยื่อบางทำให้แหวนเปลี่ยนจากสีเข้มเป็นสีสว่างภายใต้แสงกระจายที่ส่องจากด้านหน้าโดยตรง สำหรับตัวอย่างเยื่อบางทรงโดม กล้องสีช่วยรักษาความแตกต่างของโทนสีที่มองเห็นได้: แหวนยึดอุปกรณ์ปรากฏเป็นสีดำเมื่อไม่มีเยื่อบาง แต่ปรากฏเป็นสีขาวขุ่นเมื่อมีการติดตั้งเยื่อบางแล้ว

การทดสอบเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดแหล่งกำเนิดแสงจึงควรเลือกตามพฤติกรรมเชิงแสงของชิ้นส่วน แทนที่จะพิจารณาเพียงค่าความสว่างเท่านั้น รูปร่างผิว ความโปร่งใส มุมมอง ระยะทำงาน ชนิดของกล้อง และพื้นที่สำหรับติดตั้ง ล้วนมีผลต่อการจัดวางระบบสุดท้าย ภาพที่จัดเตรียมมาแสดงการแยกแยะด้วยสายตาอย่างชัดเจน แต่ไม่มีการระบุค่าความแม่นยำ เวลาต่อรอบ หรือความซ้ำได้ไว้ ค่าเหล่านี้จึงควรยืนยันอีกครั้งในระหว่างการตรวจสอบการผลิต

กรณีที่ 1: การตรวจสอบเยื่อบางแหวนเหล็กด้วยไฟแบบโดม

การตั้งค่าครั้งแรกใช้แสงส่องจากด้านหน้าแบบกระจายทั่ว โดยใช้โคมไฟทรงโดมคล้ายชาม ผิวสะท้อนกว้างของโคมไฟกระจายแสงรอบตัวยึดแหวนเหล็ก และสร้างภาพขาวดำที่มีความต่างของความเข้มสูง ในผลลัพธ์ที่ให้มา แหวนยึดยังคงเป็นสีดำเมื่อไม่มีเยื่อหุ้ม และเปลี่ยนเป็นสีขาวสว่างจ้าเมื่อมีเยื่อหุ้ม การเปลี่ยนสถานะเช่นนี้ทำให้อัลกอริธึมการมองเห็นได้รับสัญญาณพื้นที่สนใจโดยตรงสำหรับการตรวจสอบการมีอยู่

การจัดวางระบบถ่ายภาพประกอบด้วย กล้องแบบสแกนพื้นที่ขาวดำ MV-CS200-10GM ความละเอียด 20 ล้านพิกเซล ,เลนส์โฟกัสคงที่ 35 มม. , และ โคมไฟทรงโดม KM-3DM13034-W-24V-S ระยะทำงานของเลนส์คือ 180 มม. ช่วงภาพที่จับได้คือ 67 × 45 มม. และความสูงของการติดตั้งโคมไฟคือ 93 มม. .

แสงโดมเหมาะสมเนื่องจากฟิล์มและชิ้นส่วนทรงกลมต้องการแสงหน้าที่กว้างและสม่ำเสมอ สำหรับการใช้งานจริง ทีมงานควรล็อกค่าการรับแสง (exposure) และค่าการขยายสัญญาณ (gain) ป้องกันสถานีจากการเปลี่ยนแปลงของแสงแวดล้อม และตรวจสอบตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขปกติ ไม่มีฟิล์ม เคลื่อนตำแหน่งของฟิล์ม และความแปรผันระหว่างชุดผลิต

กรณีที่ 2: การตรวจสอบโดม-ฟิล์มด้วยแสงแหวนมุมต่ำ

ตัวอย่างที่สองมีรูปทรงเรขาคณิตต่างออกไป จึงต้องใช้มุมแสงที่ต่ำกว่า แสงแหวนที่ส่องในแนวระดับให้แสงบริเวณโดม-ฟิล์ม ในขณะที่กล้องสีบันทึกความต่างสี RGB ที่เกิดขึ้น โดยเมื่อไม่มีฟิล์ม พื้นที่บริเวณชิ้นส่วนทรงกลมจะปรากฏเป็นสีดำ แต่เมื่อติดตั้งฟิล์มแล้ว พื้นที่เดียวกันจะปรากฏเป็นสีขาวขุ่น ทำให้สามารถแยกแยะสองสถานะนี้ได้ด้วยสายตา

การตั้งค่านี้ใช้ กล้องสีแบบสแกนพื้นที่ MV-CU120-10GC ความละเอียด 12 ล้านพิกเซล ,เลนส์โฟกัสคงที่ 16 มม. พร้อมแหวนขยาย 1 มม. , และ แสงแหวน KM-2RN12085A0-W-24V(1.3)-D ระยะทำงานของเลนส์คือ 80 มม. ช่วงภาพที่จับได้คือ 37 × 28 มม. และความสูงของการติดตั้งโคมไฟคือ 23 มม. .

การจัดวางมุมต่ำถูกเลือกเพื่อเปิดเผยการตอบสนองของเมมเบรน ขณะที่ยังคงรักษารูปร่างวงกลมและรูรอบข้างไว้ ในการตรวจสอบก่อนส่งชิ้นส่วนเข้าสู่สายการผลิต ควรดำเนินการทดสอบหลังจากที่ชิ้นส่วนมีความเสถียรทางอุณหภูมิแล้ว และภายใต้ขอบเขตความคลาดเคลื่อนที่คาดไว้ของตำแหน่งชิ้นส่วน เกณฑ์การตัดสินควรกำหนดจากตัวอย่างที่ดีและตัวอย่างที่บกพร่องหลายชุด แทนที่จะใช้ภาพอ้างอิงเพียงภาพเดียว

ข้อคิดเห็นด้านวิศวกรรม

กรณีเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า งานตรวจจับการมีอยู่ซึ่งมีลักษณะคล้ายกันอาจต้องอาศัยการให้แสงที่แตกต่างกัน โซลูชัน เมมเบรนแหวนโลหะได้รับประโยชน์จากการให้แสงแบบโดมกระจายและคอนทราสต์โทนเดียว ในขณะที่เมมเบรนโดมจำเป็นต้องใช้แสงวงแหวนที่จัดมุมต่ำพร้อมข้อมูลสี การเลือกวิธีที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ระหว่างเมมเบรนแต่ละชนิดกับแสง ไม่ใช่เพียงแค่ความละเอียดของกล้อง

สำหรับโครงการตรวจสอบเมมเบรนใหม่ โปรดจัดเตรียมแบบแปลนชิ้นส่วน ภาพตัวอย่างวัสดุเมมเบรน ระยะการมองเห็น (field of view) ระยะทำงาน (working distance) ความเร็วของสายการผลิต รุ่นกล้อง และเกณฑ์การยอมรับ เมื่อนั้นสามารถดำเนินการทดสอบตัวอย่างภายใต้สภาวะควบคุมเพื่อเปรียบเทียบลักษณะการจัดวางแหล่งกำเนิดแสง และบันทึกเงื่อนไขสุดท้ายของกล้อง เลนส์ แหล่งกำเนิดแสง ค่าความไวแสง (exposure) ค่าขยายสัญญาณ (gain) และวิธีการยึดติด บันทึกนี้จะช่วยให้สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ได้ง่ายขึ้นเมื่อติดตั้งระบบจริงหรือสร้างระบบสำรองขึ้นมา ทีมงานการผลิตควรจัดเก็บภาพอ้างอิงสำหรับทั้งสองสถานะ คือ สถานะที่ผ่านการยอมรับ และควรตรวจสอบค่าเกณฑ์ใหม่อีกครั้งหลังการบำรุงรักษา การเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ยึดจับ หรือการปรับแต่งแหล่งกำเนิดแสง เพื่อป้องกันไม่ให้การเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ที่ไม่มีการบันทึกกลายเป็นสาเหตุใหม่ของผลลัพธ์ที่ผิดพลาด

ส่งตัวอย่างเมมเบรนที่สมบูรณ์และตัวอย่างเมมเบรนที่ขาดหายไปให้ HIFLY เพื่อดำเนินการทดสอบการให้แสงเฉพาะการใช้งาน และขอคำแนะนำในการตั้งค่า