품질 검사를 위한 머신 비전 렌즈

가장 작은 결함 크기부터 시작하여 역순으로 계산해 나가십시오. 결함을 확실하게 감지하는 데 필요한 픽셀 수(결함당 최소 3~5픽셀)를 산출하면, 이를 통해 센서 해상도 요구 사항이 결정됩니다. 작동 거리는 대개 물리적 설정에 의해 고정되며, 이는 직선 초점 거리 방정식을 통해 초점 거리를 결정합니다. 그런 다음 조리개 값에 따라 피사계 심도가 결정됩니다. 결함 크기, 센서 해상도, 작동 거리, 초점 거리, 조리개, 센서 포맷의 순서로 사양을 검토하십시오.

먼저 작업의 종류를 지정하십시오: 바코드/데이터 매트릭스 판독, OCR/로트 코드 판독, 라벨 부착 확인, 또는 인쇄 결함 검사 등입니다. 바코드 판독에는 왜곡이 적고 모듈당 충분한 픽셀 수가 필요하며, OCR에는 더 높은 해상도와 균일한 명암비가 필요합니다. 대부분의 스테이션에서는 평평한 표면용 소형 M12 렌즈와, 피사계 심도가 중요한 곡면 용기용 조리개가 조절 가능한 C-마운트 렌즈 중에서 선택합니다. 라벨 검사의 경우, 텔레센트릭 광학 시스템이 적합한 해결책이 되는 경우는 거의 없습니다.

먼저 작업부터 살펴보겠습니다. 씰 레인 내부의 오염 감지에는 명암 대비와 공간 해상도가 필요하며, 일반적으로 렌즈 선택보다 조명 기하학적 구조가 더 큰 역할을 합니다. 밀봉 폭 검증에는 시야 전체에서 보이는 폭이 일관되게 유지되도록 낮은 왜곡률(0.5% 미만)이 필요합니다. 밀봉 위치 및 연속성 점검에는 밀봉 길이를 따라 시야 범위와 해상도가 필요합니다. 대부분의 측정 지점에서는 포장 형태가 다양할 경우 조리개를 조절할 수 있는 C-마운트 렌즈를 선택하고, 헤드 크기를 작게 유지해야 하며 표면이 균일한 경우에는 소형 M12 렌즈를 선택하십시오.

먼저 검사 작업 유형부터 살펴보겠습니다. 임계값 기반의 합격/불합격 채움 검사(fill check)의 경우, 일반적으로 TV 기준 약 0.5% 수준의 중간~낮은 왜곡도면 충분하며, 레인당 비용이 중요한 요소입니다. 19달러에 TV 왜곡 -0.5%를 지원하는 CIL083 8mm M12는 소형 및 다중 레인 시스템에서 이러한 검사를 원활하게 처리합니다. 이미지 높이가 물리적 충전량에 대응하는 측정 등급의 충전량 추정 작업의 경우, 0.2% 미만의 왜곡을 목표로 해야 합니다. 기하학적 정확도가 필수적인 요건일 때는 -0.1% 왜곡을 보이는 CIL533 16mm C-마운트 또는 -0.09% 왜곡을 보이는 CIL553 16mm C-마운트가 더 안전한 선택입니다.

먼저 검사 작업부터 살펴보겠습니다. 날짜 및 로트 코드 판독에는 문자당 충분한 픽셀 수와 낮은 왜곡이 필요하며, 이를 통해 화면 전체에서 문자의 기하학적 형태가 일관되게 유지되어야 합니다. OCR 및 문자 검증은 알고리즘이 개별 획을 구별해야 하므로 더 까다롭습니다. 인쇄 위치 및 정렬 검사는 화면 전체에 걸쳐 낮은 왜곡이 요구되며, 2%의 배럴 왜곡을 가진 렌즈는 정렬 허용 오차를 초과할 수 있는 겉보기 위치 오류를 유발합니다. 인쇄 결함 감지는 주로 명암비와 공간 해상도 문제입니다. 조절 가능한 조리개가 장착된 C-마운트는 대부분의 고정식 면 스캔(area-scan) 응용 분야에서 실용적인 기본 선택지이며, 헤드가 평평한 표면에 콤팩트하게 배치되어야 할 경우에는 M12가 적합합니다.

오직 위에서 높이 또는 직경을 확인하는 등 원근 오차가 용납될 수 없는 치수를 측정하는 경우에만 해당됩니다. 대부분의 표면 결함 검출, 바코드 판독, 밀봉 상태 확인 및 인쇄 검증 작업에는 표준 엔토센트릭 C-마운트 또는 M12 렌즈로도 충분하며, 비용도 훨씬 저렴합니다. 텔레센트릭 렌즈는 정밀한 작업 거리 제어가 필요하며 시야각이 제한적입니다. Commonlands는 현재 텔레센트릭 렌즈를 판매하지 않으므로, 전문 공급업체를 통해 진정한 계측 용도로만 사용하시기 바랍니다.

네, 크기와 비용이 주요 제약 조건이며 검사 대상 표면이 평평하거나 거의 평평한 임베디드 인라인 검사 용도로 적합합니다. 대부분의 M12 렌즈 모델은 최대 1/1.8" 크기의 센서를 지원하며, 일부 모델은 1/1.7"에서 1/1.6"까지 지원합니다. 예를 들어, 저왜곡 렌즈인 CIL052는 최대 1/1.8" 크기의 센서를 지원합니다. 더 큰 센서의 경우, 조리개 조절이 필요한 정밀 측정이나 곡면 또는 불규칙한 표면에서 피사계 심도(DOF) 제어가 필요한 경우에는 C-마운트가 더 적합한 도구입니다. C-마운트의 조리개 링을 사용하면 조명을 프로그래밍 방식으로 제어할 때 피사계 심도 확보를 위해 조리개를 조이는 것이 실용적입니다.

작동 거리는 초점 거리를 직접 결정합니다: EFL = (작동 거리 × 센서 폭) / 시야 폭. 작동 거리가 짧을수록 주어진 시야와 센서 크기에서 더 짧은 초점 거리가 필요합니다. 작동 거리가 길수록 더 긴 초점 거리가 필요하지만, 컨베이어 하드웨어, 로봇 팔 또는 인클로저를 위한 물리적 여유 공간이 더 많이 확보됩니다. 작동 거리는 대개 렌즈 카탈로그를 열기도 전에 실제 설치 환경에 의해 제한됩니다.

고정된 작업 거리에서 평면 부품을 촬영할 때는 MTF가 허용하는 한도 내에서 조리개를 최대한 열어 빛의 투과량을 극대화하십시오. 많은 산업용 렌즈는 조리개를 최대로 열었을 때 수차에 의해 성능이 제한되며, 1~3스톱 조여졌을 때 최상의 선명도를 보입니다. 높이가 다양한 3D 부품이나 구성 요소의 경우, 피사계 심도를 늘리기 위해 조리개를 조이십시오. 회절 현상이 실질적인 한계점을 설정합니다. 픽셀 피치(마이크론 단위)의 약 2배에 해당하는 F# 이상에서는, 회절로 인한 선명도 저하가 조리개를 더 조임으로써 얻는 피사계 심도/해상도 향상 효과를 일반적으로 상회합니다. 픽셀 크기가 3.45마이크론인 센서의 경우, 이 한계점은 대략 F/7입니다.

네, 대부분의 인라인 바코드 및 2D 코드 판독에 해당합니다. 배럴 왜곡이나 핀쿠션 왜곡이 심한 렌즈는 이미지 주변부에서 코드 모듈의 기하학적 형태를 압축하거나 늘려버립니다. 디코더는 막대와 공백의 비율 및 셀 크기를 판독하는데, 이러한 값이 왜곡으로 인해 일그러지면 판독 신뢰도가 떨어지고 모서리 부근에서 부분 판독이 발생할 가능성이 높아집니다. 왜곡이 0.3% 이하인 렌즈는 전체 화각에 걸쳐 심볼의 기하학적 형태를 표준 값에 가깝게 유지합니다.

렌즈를 센서의 픽셀 피치에 맞춰야 합니다. CIL512와 같은 12MP 등급 렌즈는 1.1인치 센서에서 3.45마이크론 픽셀을 분해합니다. 2.74마이크론 픽셀을 가진 25MP 센서의 경우, CIL553과 같은 25MP 등급 렌즈를 사용하십시오. 렌즈의 분해능이 센서와 일치하지 않으면 사용할 수 없는 픽셀에 대한 비용을 지불하게 됩니다. 센서의 한계치가 문제가 되기 전에 광학적인 흐림 현상이 픽셀 피치를 초과하기 때문입니다.