Objectif télacentrique 90° + Éclairage télacentrique 90° pour AOI
Un guide pratique pour l'imagerie télacentrique compacte destinée à l'inspection optique automatisée (AOI) dans les espaces restreints, combinant un objectif télacentrique de déviation 90° avec un éclairage télacentrique contrôlé.
Pourquoi utiliser un objectif télacentrique 90° pour l'AOI ?
Un objectif télacentrique de déviation 90° utilise un trajet optique plié pour permettre au capteur d'être positionné loin de l'axe de vision conventionnel tout en maintenant une configuration d'imagerie télacentrique. Combiné à un éclairage télacentrique approprié, il peut aider à intégrer l'imagerie AOI de précision dans des machines ayant une hauteur libre limitée ou un accès optique restreint.
Les systèmes d'inspection optique automatisée (AOI) deviennent plus compacts tandis que les exigences d'inspection continuent d'augmenter. Dans de nombreuses applications, la performance optique n'est qu'une partie du défi. L'espace physique disponible pour le capteur, l'objectif et l'éclairage peut être tout aussi important.
Un système d'imagerie télacentrique conventionnel place normalement le capteur et l'objectif directement au-dessus de l'objet d'inspection. Cette configuration fonctionne bien lorsque la hauteur libre verticale est suffisante. Cependant, l'équipement de production peut contenir des robots, des mécanismes de préhension et de placement, des convoyeurs, des fixations, des actionneurs ou d'autres structures qui rendent difficile l'intégration d'un trajet optique droit.
Un objectif télacentrique de déviation 90° offre une alternative en pliant le trajet optique. Combiné à un éclairage télacentrique 90°approprié, le système peut être conçu autour de la performance optique et des contraintes mécaniques.
Dans ce guide
- Qu'est-ce qu'un objectif télacentrique 90° ?
- Pourquoi l'AOI a-t-il besoin d'une configuration optique 90° ?
- Pourquoi ne pas simplement utiliser un miroir ?
- Pourquoi combiner un objectif télacentrique 90° avec un éclairage télacentrique 90° ?
- Comment l'éclairage télacentrique soutient l'AOI
- Architecture optique AOI 90° complète
- Quand un objectif télacentrique 90° est-il particulièrement utile ?
- Applications pour PCB, électronique et inspection de précision
- Comment concevoir l'éclairage télacentrique 90°
- Comment choisir un objectif télacentrique 90°
- Questions fréquentes
1. Qu'est-ce qu'un objectif télacentrique 90° ?
Un objectif télacentrique 90° est un système d'imagerie télacentrique qui incorpore un trajet optique plié, permettant au capteur et à l'objet d'inspection d'être positionnés à environ 90° par rapport à une disposition optique droite conventionnelle.
Une configuration télacentrique conventionnelle peut être représentée comme suit :
Une configuration de déviation 90° modifie la direction physique du trajet optique :
L'objectif n'est pas simplement de rediriger l'image. Le système optique doit toujours fournir le grossissement, le champ de vision, la distance de travail, la résolution, la couverture du capteur et les caractéristiques d'imagerie télacentrique requises.
2. Pourquoi l'AOI a-t-il besoin d'une configuration optique 90° ?
Dans de nombreuses machines AOI, l'objet d'inspection est entouré de composants mécaniques. Le capteur peut devoir être situé en dehors de la zone directement au-dessus de la cible.
Hauteur libre verticale limitée
La hauteur de la machine peut restreindre l'installation d'une caméra de type zénithal conventionnelle.
Mécanismes mobiles
Les robots, les portiques, les alimentateurs et les mécanismes de préhension et de placement peuvent occuper l'espace au-dessus de l'objet.
Disposition existante de la machine
Un trajet optique plié peut offrir une alternative sans nécessiter une refonte complète de la machine.
3. Pourquoi ne pas simplement utiliser un miroir ?
Un miroir ou un prisme peut rediriger un trajet optique, mais l'ajout d'un élément de déviation à un système d'imagerie conventionnel peut introduire des considérations de conception supplémentaires.
| Considération | Optique de déviation indépendante | Conception télacentrique 90° intégrée |
|---|---|---|
| Trajet optique | Nécessite une intégration optique supplémentaire | Conçu autour d'un trajet optique plié |
| Alignement | Considérations d'alignement supplémentaires | Architecture optique intégrée |
| Intégration mécanique | Dépend des composants individuels | Conçu pour une installation compacte |
| Performance télacentrique | Doit être évalué comme un système complet | Conçu comme partie du système optique télacentrique |
Pour l'AOI de précision, le système optique complet doit être évalué plutôt que de supposer que n'importe quel objectif conventionnel combiné à un miroir de déviation fournira des performances équivalentes.
4. Pourquoi combiner un objectif télacentrique 90° avec un éclairage télacentrique 90° ?
Changer la direction du capteur ne résout qu'une partie du problème de conception du système. L'objet d'inspection a toujours besoin d'un éclairage approprié.
En AOI, l'éclairage affecte la visibilité des bords, des surfaces, des trous, des broches, des caractéristiques de soudure, des marquages et d'autres cibles d'inspection. Par conséquent, la configuration de l'éclairage doit être considérée conjointement avec l'objectif et le capteur.
Objectif
Contrôle la géométrie d'imagerie, le grossissement, le champ de vision, la distance de travail, la résolution et les caractéristiques télacentriques.
Lumière
Contrôle la géométrie d'éclairage, le contraste, l'uniformité, le comportement de réflexion et la visibilité des caractéristiques.
5. Comment l'éclairage télacentrique soutient l'AOI
L'éclairage télacentrique est particulièrement utile lorsque l'inspection dépend d'une représentation contrôlée des bords ou des silhouettes.
Bords
Un éclairage contrôlé peut aider à créer des limites d'objet plus claires et plus reproductibles.
Trous & Fentes
Un éclairage approprié peut améliorer la visibilité des silhouettes pour l'inspection dimensionnelle.
Broches & Profils
Une géométrie lumineuse contrôlée peut soutenir la détection précise des bords et des profils.
Pièces réfléchissantes
L'éclairage peut être conçu pour réduire les réflexions indésirables et améliorer le contraste des caractéristiques.
Le bon éclairage dépend du matériau de l'objet, de la finition de surface, de la caractéristique d'inspection, de la distance de travail et du contraste d'image requis. Un éclairage télacentrique doit donc être évalué comme partie du système optique AOI complet.
6. Architecture optique AOI 90° complète
Un système AOI télacentrique 90° pratique peut être organisé en quatre éléments principaux.
Acquisition d'image
Taille du capteur, taille des pixels, résolution, taux de rafraîchissement et interface.
Géométrie optique
Grossissement, FOV, distance de travail, résolution, distorsion et télacentricité.
Visibilité des caractéristiques
Direction de l'éclairage, contraste, uniformité et contrôle des réflexions.
Traitement d'inspection
Mesure, positionnement, appariement de motifs, détection de défauts et OCR.
7. Quand un objectif télacentrique 90° est-il particulièrement utile ?
Une configuration 90° est la plus précieuse lorsque la performance optique et l'intégration de la machine doivent être résolues simultanément.
Hauteur libre verticale limitée
Utile lorsque l'espace au-dessus de l'objet d'inspection est restreint.
Mécanismes mobiles
Aide à maintenir le capteur loin des robots, des portiques ou des mécanismes de préhension et de placement.
Machines AOI compactes
Peut offrir une plus grande flexibilité lorsque plusieurs stations d'inspection partagent un espace machine limité.
Équipement existant
Offre une autre option d'intégration optique lorsque la refonte de la machine est irréalisable.
8. Applications pour PCB, électronique et inspection de précision
L'approche télacentrique 90° peut être considérée dans une gamme d'applications AOI de précision.
Inspection de PCB
Placement de composants, trous, connecteurs, caractéristiques de PCB et inspection dimensionnelle.
Inspection de connecteurs
Alignement des broches, terminaux, géométrie des connecteurs et positionnement des composants.
Composants semi-conducteurs
Inspection haute résolution où une imagerie stable et une intégration mécanique sont importantes.
Pièces mécaniques de précision
Trous, bords, profils, broches, dimensions et autres caractéristiques de précision.
9. Comment concevoir l'éclairage télacentrique 90°
La lumière doit être sélectionnée en fonction de la caractéristique d'inspection plutôt que de simplement correspondre à l'orientation physique 90° de l'objectif.
| Caractéristique d'inspection | Considération d'éclairage |
|---|---|
| Bords & Silhouettes | Un rétro-éclairage contrôlé ou télacentrique peut aider à créer un contour d'objet clair. |
| Métal réfléchissant | La direction et la diffusion doivent être sélectionnées pour gérer les réflexions indésirables. |
| Composants électroniques | Le contraste entre les corps de composants, les terminaux, la soudure et les surfaces de PCB peut nécessiter un éclairage contrôlé. |
| Défauts de surface | La direction de l'éclairage doit être sélectionnée en fonction de la morphologie du défaut et des caractéristiques de surface. |
En d'autres termes, un éclairage télacentrique 90° doit être traité comme partie de l'architecture optique AOI plutôt que simplement comme un accessoire mécanique.
10. Comment choisir un objectif télacentrique 90°
La sélection du bon objectif commence par les exigences d'inspection. Le trajet optique 90° est une considération mécanique importante, mais il ne doit pas remplacer le processus normal de sélection optique.
Étape 1 — Définir l'objet d'inspection
Déterminer les dimensions de l'objet, le matériau, les caractéristiques de surface et la variation de hauteur.
Étape 2 — Définir la caractéristique d'inspection
Déterminer si l'application nécessite une mesure, une détection de bords, une inspection de défauts, un positionnement ou une reconnaissance de motifs.
Étape 3 — Déterminer le FOV
Définir la zone physique d'inspection qui doit être capturée.
Étape 4 — Sélectionner le capteur
Considérer la taille du capteur, la taille des pixels, la résolution, le taux de rafraîchissement et l'interface.
Étape 5 — Sélectionner l'objectif télacentrique
Faire correspondre le grossissement, le FOV, la distance de travail, la couverture du capteur, la résolution optique et les exigences de distorsion.
Étape 6 — Déterminer la direction optique
Si un trajet optique droit ne peut pas s'adapter à la machine, évaluer une configuration télacentrique de déviation 90°.
Étape 7 — Concevoir l'éclairage
Faire correspondre la géométrie de l'éclairage à la caractéristique d'inspection et à la surface de l'objet.
Étape 8 — Valider la disposition mécanique
Vérifier l'espacement du capteur, les dimensions de l'objectif, la position de la lumière, les composants mobiles, le routage des câbles et l'accès à la maintenance.
Configuration AOI télacentrique droite vs 90°
| Caractéristique | Configuration télacentrique droite | Configuration télacentrique de déviation 90° |
|---|---|---|
| Trajet optique | Droit | Plié |
| Position du capteur | Généralement au-dessus de l'objet | Peut être positionné loin de l'axe vertical conventionnel |
| Espace vertical | Nécessite un dégagement suffisant | Potentiellement plus facile à intégrer dans des dispositions contraintes |
| Applications AOI | Large | Particulièrement utile pour les applications à espace restreint |
| Meilleur cas d'usage | Lorsque l'espace mécanique est disponible | Lorsque l'accès optique ou l'espace machine est restreint |
Objectif télacentrique de déviation 90° pour AOI
Rapixel fournit des solutions d'imagerie télacentrique spécialisées pour l'AOI, la mesure de précision, l'électronique, l'inspection des semi-conducteurs et d'autres applications de vision industrielle.
Pour les systèmes à espace restreint, un objectif télacentrique de déviation 90° peut fournir une architecture optique alternative en pliant le trajet d'imagerie tout en maintenant les exigences d'un système de vision machine télacentrique.
Pour la meilleure configuration du système, évaluer le capteur, l'objectif, l'éclairage, l'objet d'inspection et la disposition mécanique ensemble.
Explorer les objectifs télacentriques Rapixel →La performance optique rencontre la flexibilité mécanique
Un objectif télacentrique 90° n'est pas simplement un objectif conventionnel avec une orientation physique différente. C'est une approche spécialisée pour intégrer l'imagerie télacentrique dans des applications où un trajet optique droit est difficile à installer.
Combiné à un éclairage télacentrique approprié, des capteurs haute résolution et un traitement de la vision, la configuration peut fournir une base pratique pour des systèmes AOI compacts et de précision.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un objectif télacentrique 90° ?
Un objectif télacentrique 90° est un système d'imagerie télacentrique avec un trajet optique plié qui modifie la direction physique entre le capteur et l'objet d'inspection. Il est utile lorsque l'intégration d'un trajet optique droit conventionnel est difficile.
Pourquoi utiliser un objectif télacentrique 90° pour l'AOI ?
Il peut aider à intégrer l'imagerie télacentrique dans des machines AOI avec une hauteur libre verticale limitée, des mécanismes mobiles ou un accès optique restreint tout en maintenant la configuration optique requise.
Qu'est-ce qu'un éclairage télacentrique 90° ?
Un éclairage télacentrique 90° est une configuration d'éclairage conçue pour fonctionner dans une disposition optique contrainte. Son objectif est de fournir une géométrie d'éclairage contrôlée tout en tenant compte de la disposition mécanique du système AOI.
Ai-je toujours besoin d'un éclairage télacentrique 90° avec un objectif télacentrique 90° ?
Pas nécessairement. L'éclairage doit être sélectionné en fonction de la caractéristique d'inspection, de la surface de l'objet, des exigences de contraste et de la géométrie du système. Une configuration d'éclairage 90° devient particulièrement utile lorsque le trajet d'éclairage est également contraint.
Un objectif télacentrique 90° peut-il être utilisé pour l'inspection de PCB ?
Oui. Il peut être considéré pour l'inspection de PCB et de composants électroniques lorsque une imagerie télacentrique stable est requise et que la disposition de la machine rend difficile l'installation d'un trajet optique zénithal conventionnel.
Un objectif télacentrique 90° est-il meilleur qu'un objectif télacentrique conventionnel ?
Pas intrinsèquement. Un objectif télacentrique conventionnel est généralement préférable lorsque l'intégration d'un trajet optique droit est facile. Une conception de déviation 90° devient précieuse lorsque l'espace mécanique ou l'accès optique nécessite un trajet plié.
Comment choisir un objectif télacentrique 90° ?
Commencez par la taille de l'objet, le FOV, le capteur, le grossissement, la distance de travail, la résolution optique, la distorsion et les exigences d'inspection. Évaluez ensuite l'enveloppe mécanique et déterminez si un trajet optique 90° est nécessaire.
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