ترقية عدسة AOI على منصة PCBA قائمة: من 17,3 × 17,3 مم إلى 12 × 12 أو 8 × 8 مم

ترقية عدسة AOI هي عادةً أرخص طريقة لشراء تفاصيل أدق على آلة تملكها بالفعل، بشرط أن يكون الحساب البصري قد اكتمل قبل أن يقدّم أي طرف عرض سعر لعدسة. تتناول هذه المقالة استفساراً حقيقياً: مصنع إلكترونيات أوروبي يشغّل محطة AOI للوحات PCBA بعدسة تيليسنتريك 0,25X، ويسأل إن كان ممكناً تقليص مجال الرؤية من 17,3 × 17,3 مم إلى 12 × 12 مم أو 8 × 8 مم مع الاحتفاظ بالكاميرا والإضاءة متعددة الألوان القائمة.

نوضّح أولاً طبيعة هذا المستند: إنه مقترح حل مستخلص من استفسار عميل، وليس حالة تركيب ولا نتيجة تم التحقق منها. لم تُركَّب أي عدسة من POMEAS على تلك الآلة، ولم يُجرَ أي قياس عليها. كل رقم أدناه إما مقروء من عتاد العميل نفسه، أو من سجل منتج POMEAS، أو موسوم بأنه مشتق مع كتابة العملية الحسابية. وكل ما هو مجهول يبقى مجهولاً ويُدرَج في قائمة التأكيد.

ما طلبه هذا العميل فعلاً

مجموعة القيود ضيقة، وهذا بالضبط ما يجعل المسألة مثيرة للاهتمام. العميل لا يريد آلة AOI جديدة. يريد الاحتفاظ بالكاميرا والإضاءة الحلقية متعددة الألوان وعمود المحور Z وواجهة الناقل، وتغيير البصريات فقط لكي يرى برنامج الفحص مساحة أصغر بتفاصيل أكثر لكل مليمتر.

الحقائق العتادية التي يمكن قراءتها من صور العميل هي هذه فقط:

• على جسم العدسة محفور 0,25X وW.D. 150 mm.
• حلقة فتحة العدسة مدرّجة 8 / 11 / 16 / 22، أي أن العدسة الحالية قابلة لضبط الفتحة.
• الكاميرا جسم صناعي مدمج بلا علامة نموذج مقروءة، لذا فإن مقاس المستشعر والدقة وحجم البكسل مجهولة.
• إضاءة حلقية متعددة الألوان ومقسمة، بمنشّر سداسي بنية قرص العسل، مثبّتة في حامل مربع أسفل العدسة مباشرة وقريبة جداً من قطعة العمل.
• لولب كروي مع دليل خطي يحرّك مجموعة الكاميرا والعدسة رأسياً لأغراض التركيز البؤري.

يحدد الاستفسار هدفين: 12 × 12 مم أو 8 × 8 مم. كلاهما مربّع، والمجال الحالي 17,3 مم يعامله العميل أيضاً كمربّع. سيبقى هذا الافتراض المربّع مستخدماً لاحقاً، لأن مستشعراً بنسبة 4:3 أو 16:9 لا يمكنه إعطاء مجال مربّع دون قصّ بكسلات أو قبول دائرة صورة غير متناظرة.

الشكل 1 — الرأس البصري الحالي لـ AOI عند العميل. تم إخفاء الرقم التسلسلي وملصق الكابل؛ أُضيفت التعليقات ولم يُعدَّل العتاد.

كل ما يلي يعتمد على مقدار واحد لم يُقَس بعد. يستخرجه القسم التالي مما هو معروف بالفعل، لا مما نتمنى أن يكون صحيحاً.

أولاً بالاتجاه المعاكس: ما هو عرض صورتك الفعلي؟

معظم أدوات اختيار العدسات على الإنترنت تسير في اتجاه واحد: تُدخل عرض المستشعر، وتقسمه على التكبير، وتقرأ مجال الرؤية. هذا الاتجاه غير مفيد هنا، لأن عرض المستشعر هو بالضبط القيمة المفقودة. لذلك نعكس الاتجاه.

العلاقة هي FOV = W / M، حيث W هو عرض منطقة المستشعر التي يستخدمها البرنامج فعلياً، وM هو تكبير العدسة. وبحل المعادلة:

W = FOV × M = 17,3 مم × 0,25 = 4,325 مم (مشتق)

هذا الرقم 4,325 مم هو أنفع قيمة تم الحصول عليها حتى الآن، وهو أيضاً الأسهل في سوء القراءة. إنه عرض الصورة الفعلي — أي شريحة المستشعر التي يستخدمها برنامج AOI فعلاً — وليس عرض مقاس المستشعر. والتمييز هنا ليس تنطّعاً: فـ 4,325 مم أصغر من الضلع القصير لمستشعر 1/3″ البالغ 4,8 مم، ما يسمح بتفسيرين مختلفين تماماً:

1. أن الكاميرا بمستشعر من فئة 1/3″ والبرنامج يطبّق قصّاً صغيراً لمنطقة الاهتمام، أو
2. أن الكاميرا بمستشعر أكبر والبرنامج يقتطع نافذة مربّعة، لأن منطقة الفحص مربّعة فتُهمَل بكسلات المحور الطويل.

التفسيران يقودان إلى مواصفات عدسة مختلفة تماماً، لذا يجب حسم الأمر بورقة بيانات كاميرا العميل قبل اختيار العدسة. وحتى ذلك الحين يبقى W = 4,325 مم قيمة عمل موسومة كافتراض، ويستمر باقي المقال على هذا الأساس.

إذا كنت تفضّل تنفيذ الحساب المباشر لمستشعر آخر، فإن حاسبة مجال الرؤية وحجم البكسل على الموقع تغطي الحالات القياسية؛ ولا تكرّر هذه المقالة تلك الحسابات لأن الاتجاه المفيد هنا هو العكسي.

التكبير الذي تحتاجه فعلاً

بتثبيت W عند 4,325 مم، نحسب التكبير الذي يتطلبه كل مجال مستهدف. وهذا هو الجواب الكامل عن سؤال «أي تكبير أحتاج لمجال 12 مم»:

المجال المستهدف	التكبير المطلوب M = W / FOV	نسبة التكبير إلى العدسة الحالية 0,25X
17,3 × 17,3 مم (الحالي)	0,250X (محفور)	1,000× (مرجع)
12 × 12 مم	0,360X (مشتق) 4,325 / 12 = 0,360	17,3 / 12 = 1,442× (مشتق)
8 × 8 مم	0,541X (مشتق) 4,325 / 8 = 0,541	17,3 / 8 = 2,163× (مشتق)

يجب قراءة العمودين الأيمنين كشيئين مختلفين، وهنا بالضبط تخطئ معظم نصائح الترقية المنشورة. 0,360X و0,541X هما تكبيران مطلقان، أي الرقم الذي تبحث عنه في ورقة البيانات. أما 1,442× و2,163× فهما نسبتان: تقولان إن العدسة الجديدة يجب أن تكبّر 1,442 أو 2,163 مرة أكثر من العدسة الحالية 0,25X. والنسبة 1,442× ليست عدسة يمكن طلبها، وكتابة «تحتاج عدسة 1,4X» خطأ واقعي يكتشفه أي مهندس بصريات فوراً.

الشكل 2 — المجالات الثلاثة مرسومة بمقياس واحد على المنطقة نفسها من اللوحة. المربّعات تبيّن التغطية لا جودة الصورة.

لماذا لا يضيف قصّ منطقة الاهتمام في البرنامج أي تفاصيل

قبل إنفاق المال، يجب إغلاق الخيار المجاني بإحكام. تتيح معظم برامج AOI للمشغّل تقليص منطقة الاهتمام، والانطباع الأول أن الإطار الأصغر يعني نظراً أقرب. وهذا غير صحيح.

المهم هو التحسّس على الجسم: الحجم الفيزيائي على اللوحة الذي يمثله بكسل واحد. ويُحسب كالتالي:

التحسّس على الجسم = مجال الرؤية ÷ عدد البكسلات الفعّالة على ذلك المجال

قصّ منطقة الاهتمام يقلّص مجال الرؤية و يقلّص عدد البكسلات بالنسبة نفسها تماماً. خارج القسمة لا يتغيّر. أنت أخذت نافذة أصغر من الصورة نفسها، لا صورة أوضح. والتكبير الرقمي يعمل بالمنطق ذاته: إنه يعيد أخذ عينات من بكسلات موجودة أصلاً.

لا يوجد سوى مسارين لتفاصيل أكثر فعلياً:

1. رفع التكبير البصري. يُحفظ عدد البكسلات ويُقلَّص المجال، فيغطي كل بكسل مساحة أقل من اللوحة.
2. استخدام كاميرا ببكسلات أصغر. يُحفظ المجال ويُزاد عدد البكسلات، فالنتيجة ذاتها.

اختار العميل المسار الأول بطلب الاحتفاظ بالكاميرا. هذا خيار مشروع، ومكسبه قابل للقياس نسبياً: عند مجال 12 مم تصبح كثافة البكسلات لكل مليمتر من اللوحة 1,442 مرة القيمة الحالية، وعند 8 مم تصبح 2,163 مرة (مشتق). ولا تُعطى هنا إلا قيم نسبية، وذلك متعمّد: عدد بكسلات الكاميرا مجهول، لذا فإن أي قيمة بالميكرومتر لكل بكسل ستكون مُختلقة. وحالما يزوّد العميل دقة المستشعر، تُستخرج القيمة المطلقة من المعادلة أعلاه بخطوة واحدة.

وهناك نتيجة أخرى يجدر استباقها: التحسّس الأدق لا يفيد إلا إذا كانت دالة نقل التعديل للعدسة الجديدة عند هذا التردد كافية. فالعدسة التي تتجاوز دقة المستشعر هدر، والمستشعر الذي يتجاوز العدسة ينتج بكسلات ضبابية مهما صغُر المجال.

المسار أ — عدسة تيليسنتريك ثابتة

التيليسنتريك الثابت هو الجواب المتحفّظ. بسيط ميكانيكياً، بلا أجزاء متحركة تحتاج معايرة متكررة، ويحفظ الخاصية التي جعلت اختيار العدسة الحالية معقولاً: التكبير لا يتغيّر عند تحرّك قطعة العمل داخل عمق المجال، فتبقى القياسات البُعدية صادقة على لوحة تحمل مكوّنات بارتفاعات مختلفة.

ثلاثة أطوال بؤرية من الكتالوج تحيط بالمطلوب، وأرقامها الحقيقية تُظهر شكل المسألة:

الطراز	التكبير	مجال الرؤية عند W = 4,325 مم المفترض	مسافة العمل	عمق المجال	أقصى مستشعر	الدقة
PMS-LTCM03-110	0,3X	14,4 مم (مشتق)	110 مم	4,4 مم	2/3″	11,18 ميكرومتر
PMS-LTC05-40	0,5X	8,65 مم (مشتق)	40 مم	1,6 مم	1/2″	6,7 ميكرومتر
PMS-LTC1-85	1,0X	4,3 مم (مشتق)	85 مم	1,00 مم	2/3″	8,39 ميكرومتر

لاحظ ما لا يحتويه الكتالوج. هدف 8 مم يحتاج 0,541X، و0,5X يقع على أقل من مليمتر منه، وهو قريب بما يكفي للقبول أو للضبط عبر العرض الفعلي في البرنامج. أما هدف 12 مم فيحتاج 0,360X، ولا يوجد شيء: 0,3X يتجاوز إلى 14,4 مم، و0,5X يتوقف عند 8,65 مم. هذه الفجوة هي أهم نتيجة في التحليل، وهي لا تظهر إلا عند حساب W بدلاً من افتراض مقاس المستشعر. وبالنسبة إلى 12 مم على عرض فعلي 4,325 مم، فالجواب الصادق هو تكبير غير قياسي أو تركيب من عدستين، ويجب تسعيره بوصفه بحاجة إلى تأكيد لا بالتخمين.

الكتالوج الأوسع، بما فيه نسخ المسافة الطويلة والدقة العالية، معروض على صفحة مجموعة العدسات التيليسنتريك. لاحظ أيضاً عمود الدقة: إنه الحد التصويري للعدسة نفسها، وهو مرتبط بمسألة التحسّس في القسم السابق. تقليص المجال دون فحص هذا الرقم هو الطريقة المعتادة للانتهاء ببكسلات أكثر ومعلومات مماثلة.

المسار ب — عدسة تكبير متغيّر محركية

البديل هو عدسة تكبير متغيّر متصلة ومحركية، تحلّ محل 0,25X الثابتة بنطاق، وتتيح للآلة اختيار مجال لكل خطوة فحص بدل اختياره لكل تكوين عتادي. توفر العدسة المحركية PMS-LZ-650104 من 0,7X إلى 4,5X نسبة 6,5:1 عند مسافة عمل 82 ± 2 مم على دائرة صورة 2/3″، بدقة 3,95 ميكرومتر وتشوّه 0,001 %. وتوسّع عدسة التكبير 12,5:1 للفحص الآلي النطاق إلى 0,58X–7,5X عند 77,4 ± 2 مم. وهناك خيار ثالث هو عدسة التكبير 4K لمستشعرات 1 بوصة، من 0,68X إلى 5,0X عند 80 مم.

هناك نتيجتان لهذا الاختيار كثيراً ما تُبخَّسان في مرحلة التسعير.

الأولى: التكبير المتغيّر لا يغيّر التكبير فقط، بل يغيّر العلاقة بين التكبير والموضع. مع العدسة الثابتة يتم التركيز البؤري مرة واحدة. أما مع العدسة المحركية فموضع التكبير وموضع التركيز مترابطان، لذا تحتاج كل درجة تكبير معايرة تركيز خاصة بها، ويجب تكرار هذه المعايرة عند أي تغيّر في مسافة العمل. التفاصيل الهندسية لإدارة ذلك دون إيقاف الخط واردة في مقال تغيير التكبير أثناء فحص AOI، ولا تُكرَّر هنا.

الثانية: العدسة المحركية نظام كهروميكانيكي فرعي، وليست قطعة زجاج. تستخدم LZ-650104 محرك سيرفو تيار مستمر بردّ فعل مغلق وحلقة، وواجهة RS-232 بتسع سنون (وRS-232 أو USB اختيارياً). وهذا يعني تغذية كهربائية، ومسار اتصال إلى برنامج AOI أو المتحكم المنطقي، وقراءة عكسية للتكبير تثق بها وصفة الفحص. وإذا لم يستطع البرنامج قراءة التكبير النشط، فقدت كل نتائج القياس قابليتها للتتبّع. وهذه مهمة تكامل برمجي لها جدول زمني، لا شراء ملحق.

المجموعة الكاملة، بما فيها الأجسام اليدوية والمحركية، على صفحة مجموعة عدسات التكبير المتغيّر.

المسار أ مقابل المسار ب: ما الذي يتغيّر على هذه الآلة

المسارَان مدعومان تقنياً. والفاصل بينهما ليس جودة بصرية مجرّدة، بل مقدار ما يجب إعادة تنفيذه من الآلة القائمة. والمقارنة محصورة في هذا التركيب، وهذه المجالات الثلاثة، وهذا العرض الفعلي المفترض.

البُعد	المسار أ — تيليسنتريك ثابت	المسار ب — تكبير متغيّر محركي
التكبير المُنجَز	قيمة ثابتة لكل عدسة (0,3X / 0,5X / 1,0X)	نطاق متصل (0,7X–4,5X أو 0,58X–7,5X أو 0,68X–5,0X)
الوصول إلى 12 مم (0,360X)	لا درجة قياسية؛ يلزم تصنيع خاص أو عدستان	نعم، إذا بدأ النطاق منخفضاً بما يكفي للعرض المفترض
الوصول إلى 8 مم (0,541X)	نعم، 0,5X يعطي 8,65 مم	نعم، داخل النطاق
الاحتفاظ بالمجال الواسع 17,3 مم	لا؛ تبقى العدسة الثابتة أو تُستبدل	فقط إذا بلغ الطرف الواسع 17,3 مم، وهذا يعتمد على W
مسافة العمل	40 مم / 85 مم / 110 مم	77,4–82 مم
اتجاه عمق المجال	4,4 مم عند 0,3X و1,6 مم عند 0,5X و1,00 مم عند 1,0X	ينخفض بارتفاع التكبير داخل النطاق
حجم العمل الميكانيكي	جسم جديد وإعادة تركيب وشوط المحور Z وحامل إضاءة جديد	الشيء نفسه، إضافة إلى تمديد الكابلات ومكان لمشغّل المحرك
البرمجيات والاتصال	لا شيء يتجاوز إعادة المعايرة	رابط RS-232/USB وتكامل مع المتحكم أو الوصفة وقراءة عكسية للتكبير
عبء المعايرة	معايرة واحدة لكل عدسة	معايرة لكل درجة، تُعاد بعد أي تغيير ميكانيكي

لا يوجد فائز عالمي هنا، وأي مورّد يقول غير ذلك يبيع منتجاً لا حلاً. إذا كانت مهمة الفحص تمريرة واحدة بتكبير واحد، فالعدسة الثابتة أبسط وأرخص وأسهل تحققاً. وإذا كانت تشكيلة المنتجات واسعة وبعض الطرازات تحتاج تمريرة تحديد خشنة وأخرى مراجعة تفصيلية، فإن النطاق المتغيّر يستحق كلفته. والقرار ينتمي إلى مهمة الفحص، لا إلى كتالوج العدسات.

الشكل 3 — المسارَان والمتطلبات المسبقة المشتركة. مقارنة معماريات فقط؛ ولا أي منهما مركّب.

مصفوفة التغطية تعتمد على W لا على نسبة التكبير

هذا القسم يوفّر المال. نسبة تكبير 12,5:1 تبدو أفضل بوضوح من 6,5:1، وهي كذلك من حيث المدى. لكن المدى ليس التغطية، وتغطية مجال محدد يقرّرها عرض الصورة الفعلي W، ولا علاقة لها بمقدار ما يمكن للعدسة أن تتكبّر.

مرّر القيم الثلاث المحتملة لـ W في الحساب نفسه:

العرض الفعلي W المفترض	التكبير المطلوب لـ 12 مم / 8 مم	ما يغطي الهدف فعلاً
4,325 مم (مشتق من العدسة الحالية)	0,360X / 0,541X	8 مم: عدسة تيليسنتريك 0,5X تعطي 8,65 مم، أو تكبير ماكرو 0,5X–1,0X مضبوطاً على 0,54X. 12 مم: لا درجة قياسية؛ 0,3X يعطي 14,4 مم و0,5X يعطي 8,65 مم. تصنيع خاص أو عدستان فقط.
8,8 مم (إذا استُخدم كامل إطار 2/3″)	0,733X / 1,100X	عدسة 0,58X–7,5X تغطي الهدفين: 15,2 مم عند 0,58X و8,0 مم عند 1,1X. لكن 17,3 مم يتطلب 0,509X، أي أقل من الطرف الواسع، فـيُفقد المجال الواسع.
12,8 مم (إذا استُخدم كامل إطار 1″)	1,067X / 1,600X	عدسة 0,68X–5,0X تغطي الثلاثة: 18,8 مم عند 0,68X و17,3 مم عند 0,74X و12,0 مم عند 1,07X و8,0 مم عند 1,60X.

اقرأ الصف الأوسط بعناية لأنه مخالف للحدس. عدسة 12,5:1 هي الأكبر نسبة بفارق واضح، وطرفها الواسع 0,58X. وعلى عرض فعلي 8,8 مم، ينتج 0,58X مجالاً قدره 15,2 مم، وهو أصغر من 17,3 مم التي تراها الآلة اليوم. أي أن عدسة بنسبة تكبير أكبر من العدسة الثابتة الحالية لا تزال عاجزة عن إعادة إنتاج المجال الواسع الحالي. نسبة التكبير تخبرك بمقدار ما يمكن أن يتغيّر التكبير، لا من أين يبدأ النطاق.

والآن نصوغ المتطلب بصدق. للاحتفاظ بـ 17,3 مم والوصول أيضاً إلى 12 مم و8 مم بالكاميرا نفسها، تحتاج عدسة واحدة إلى نطاق يقارب 0,25X إلى 0,55X. وبمراجعة كتالوج POMEAS، فإن أقرب الصور هو تكبير ماكرو تيليسنتريك 0,5X–1,0X عند مسافة عمل 75–106 مم، وهو يفقد الطرف الواسع؛ أو عدسة 0,58X–7,5X التي يبلغ طرفها الواسع 7,46 مم على W قدره 4,325 مم، أي بعيد جداً عن 17,3 مم. لا يوجد طراز كتالوجي مُتحقَّق منه يغطي 17,3 و12 و8 مم معاً. هذا هو الجواب الصادق، وقيمته للعميل أعلى من جواب متفائل.

وهناك مسار تقني يمكنه إزاحة النطاق كله إلى الأسفل: عدسة تكبير متغيّر مع ملحق تصغير أو محوّل TV بين العدسة والكاميرا. الاتجاه قياسي في البصريات، لكن درجات التكبير المحددة وتوافق دائرة الصورة يجب أن تؤكدهما هندسة POMEAS للعدسة والكاميرا الفعليتين، لذا يُعرض هنا بوصفه أولياً وليس تكويناً مُتحقَّقاً منه.

الشكل 4 — تكوينان تمثيليان من POMEAS للمسارين. صور منتجات رسمية؛ ولا شيء مما هو معروض مركّب على آلة العميل.

ما يتغيّر ميكانيكياً وبصرياً وفي الإضاءة

الحساب البصري هو النصف السهل. أما النصف الذي يحدد نجاح المشروع فهو ما يحدث للآلة حول العدسة، ويبدأ من مسافة العمل.

مسافة العمل تنهار. العدسة الحالية على 150 مم. والمرشّحات على 40 مم (تيليسنتريك 0,5X) و85 مم (1,0X) و110 مم (0,3X) و77,4 ± 2 مم (تكبير 12,5X) و82 ± 2 مم (تكبير 6,5X). وبشكل تقريبي، يجب أن تنخفض مجموعة الكاميرا والعدسة من 40 إلى 110 مم. وهذا ليس ضبطاً بحشوات: يجب أن يتوفر شوط متبقٍ للمحور Z، وأن يتسع الغلاف أو الحاجب الضوئي، وألا تصطدم الحمّالة بالجسر في نهاية الشوط.

الإضاءة الحلقية تحتاج إعادة تصميم، لا مجرد إزاحة. الإضاءة متعددة الألوان مثبّتة بحامل مربع أسفل العدسة بمنشّر سداسي، وتنتج عند 150 مم قطر بقعة معيناً على اللوحة. وعند تقليص مسافة العمل إلى 40–110 مم يتغيّر أمران معاً: تصغر البقعة المضاءة، وتصبح زاوية سقوط الضوء على اللوحة أكثر انزلاقاً. والنتائج العملية هي تعتيم الأطراف، وانعكاسات على قناع اللحام عند السقوط المنزلق، وتداخل بين قنوات الألوان التي كانت متمايزة سابقاً. لا شيء من هذا يظهر في ورقة بيانات عدسة، وكل هذا يظهر في أول صورة بعد التركيب.

يجب فحص التثبيت مقابل جسم العدسة. جسم تكبير 6,5X بطول 119,9 مم وقطر خارجي 44 مم، وأجسام التيليسنتريك أطول. والمشبك الحالي مقاس لجسم 0,25X. وإعادة تثبيت مجموعة أطول وأثقل في الحامل نفسه يغيّر عزم الانحناء على عربة المحور Z، وهذه مسألة اهتزاز وتكرارية لا مسألة مظهر.

يصبح عمق المجال الخطر الرئيسي. يمكن إغلاق العدسة الحالية إلى f/22، أي أن لديها هامش فتحة للمقايضة. أما المرشّحات فأوضاعها أسوأ: 4,4 مم عمق مجال عند 0,3X، و1,6 مم عند 0,5X، و1,00 مم عند 1,0X، وأقل من ذلك تدريجياً عند دفع التكبير نحو طرفه الطويل. تحتوي تجميعات PCBA على موصّلات ودروع ومكثفات إلكتروليتية ترتفع عدة مليمترات فوق القاعدة. وعند عمق مجال 1,00 مم، ستُظهر لوحة كانت تُركَّز بشكل مقبول عند 0,25X مناطق حادة وأخرى ضبابية، وسيلوم المشغّل العدسة بينما السبب هو خريطة الارتفاعات. وإغلاق فتحة العدسة يستعيد بعض العمق على حساب الضوء والحدة المحدودة بالانعراج، وهو بالضبط المقايضة الخاطئة عند تكبير أعلى.

يجب ضبط الفتحة والإضاءة معاً. التكبير الأعلى يركّز الضوء نفسه في مساحة أصغر، لذا تتحسّن الإضاءة عادةً بينما تسوء المنتظمة. خطّط لمرحلة إعادة تأهيل للإضاءة على لوحات حقيقية، لا لاختبار على منضدة بلوحة معايرة.

أكّد هذه النقاط قبل أن يشتري أي طرف عدسة

القائمة قصيرة، وكل بند فيها مجهول اليوم. وأي بند قد يغيّر مواصفات العدسة، لذا لا يجوز ملء أي منها بالافتراض، لا من جانبنا ولا من جانب إدارة المشتريات عند العميل.

• طراز الكاميرا وعرض الصورة الفعلي W. أهم قيمة. تُؤكَّد من ورقة البيانات، ويُؤكَّد ما إذا كان برنامج AOI يقتطع منطقة اهتمام مربّعة.
• مقاس المستشعر والدقة وحجم البكسل. تحوّل التحسّن النسبي في التحسّس إلى قيمة مطلقة بالميكرومتر لكل بكسل.
• قاعدة العدسة ومسافة التركيب. تحدّدان الحاجة إلى محوّل وإمكانية تركيب المرشّحات فيزيائياً.
• طراز مصدر الضوء وعدد القنوات والمشغّل. لازمة لإعادة تأهيل الإضاءة بعد تغيّر مسافة العمل.
• الشوط المتبقي للمحور Z وخلوص الحمّالة. يجب أن تنخفض المجموعة 40–110 مم دون أن تمسّ شيئاً.
• قدرة برنامج AOI على قراءة التكبير وإعادة المعايرة. شرط مسبق للمسار ب وخطوة تحقّق للمسار أ.
• أصغر عيب مطلوب كشفه ودقة القياس المطلوبة. يحدّدان إن كان تحسّن التحسّس بمقدار 1,442× أو 2,163× كافياً، أم يجب تغيير الكاميرا أيضاً.

إذا كنت ما زلت في مرحلة اختيار الآلة لا ترقيتها، فإن دليل اختيار البصريات لفحص AOI للوحات PCB يعالج هذا القرار بالاتجاه المباشر، انطلاقاً من حجم العيب لا من عدسة مثبّتة.

الأسئلة الشائعة

هل يمكنني الاحتفاظ بكاميرا AOI وتغيير العدسة فقط؟

نعم، بشرط أن تغطي دائرة صورة العدسة الجديدة منطقة المستشعر التي يستخدمها البرنامج، وأن تتوافق القاعدة ومسافة التركيب. والعامل المحدِّد نادراً ما يكون الكاميرا، بل هو دائماً تقريباً المظروف الميكانيكي: العدسة الجديدة ستكون بمسافة عمل أقصر وجسم أطول وحامل إضاءة مختلف. أكّد عرض الصورة الفعلي قبل الطلب، لأن عدسة اختيرت لعرض خاطئ ستُخطئ المجال المستهدف بفارق كبير.

أي تكبير أحتاج لمجال رؤية 12 مم أو 8 مم؟

يعتمد ذلك على عرض الصورة الفعلي لا على المجال وحده. على العرض الفعلي 4,325 مم المشتق من عدسة 0,25X ومجال 17,3 مم في هذه الآلة، يحتاج مجال 12 مم إلى 0,360X ويحتاج مجال 8 مم إلى 0,541X. وبالمقادير النسبية هذان 1,442 و2,163 مرة التكبير الحالي، وهي نسب لا قيم عدسة قابلة للطلب. وإذا استخدمت الكاميرا منطقة مستشعر أكبر، ترتفع القيمتان المطلقتان بالتناسب.

هل سيعطيني قصّ منطقة الاهتمام في برنامج AOI تفاصيل أكثر؟

لا. القصّ يقلّص مجال الرؤية وعدد البكسلات على ذلك المجال بالعامل نفسه، لذا لا يتغيّر حجم الجسم الذي يمثله البكسل الواحد. ما تحصل عليه هو نافذة أصغر من الصورة نفسها. وتفاصيل أكثر تتطلب إما تكبيراً بصرياً أعلى يحفظ عدد البكسلات ويقلّص المجال، وإما كاميرا ببكسلات أصغر تحفظ المجال وترفع عدد البكسلات.

لماذا لا تغطي عدسة تكبير 12,5:1 مجال 17,3 مم لديّ تلقائياً؟

لأن نسبة التكبير تصف مدى التكبير لا نقطة بدايته. عدسة من 0,58X إلى 7,5X نسبتها 12,5:1، لكن عند 0,58X على عرض فعلي 8,8 مم تنتج مجالاً قدره 15,2 مم، أصغر من 17,3 مم التي تراها الآلة اليوم. وتغطية مجال محدد يقرّرها عرض الصورة الفعلي والتكبير المطلوب، لا النسبة المطبوعة في ورقة البيانات.

ماذا يحدث لمسافة العمل والإضاءة عند رفع التكبير؟

تقصر مسافة العمل، عادةً من 150 مم إلى 40–110 مم في العدسات المرشّحة، لذا يجب إنزال مجموعة الكاميرا والعدسة وإعادة فحص شوط المحور Z. وتقترب الإضاءة الحلقية من اللوحة، فتصغر البقعة المضاءة وتزداد زاوية السقوط انزلاقاً، وقد يظهر تعتيم أطراف أو تداخل بين قنوات الألوان. ويحتاج حامل الإضاءة ووصفة الإضاءة معاً إلى إعادة تأهيل على لوحات حقيقية.

الخلاصة: مهمة الفحص هي التي تقرر، لا كتالوج العدسات

تبقى نتيجتان بعد كل هذا الحساب. الأولى أن المسارين قابلان للتطبيق، وأن الاختيار بين التيليسنتريك الثابت والتكبير المحركي ينتمي إلى مهمة الفحص: فحص بتمريرة واحدة بتكبير واحد يرجّح العدسة الثابتة، وتشكيلة منتجات واسعة بتمريرة تحديد خشنة وتمريرة مراجعة تفصيلية ترجّح المتغيّر. والثانية أنه لا يمكن تحديد مواصفات أي مسار قبل تأكيد عرض الصورة الفعلي، لأن هذا الرقم وحده يحرّك التكبير المطلوب ويغيّر الطرازات الملائمة في الكتالوج.

الحل الوسط الذي يستحق الطرح بصرف النظر عن المسار هو فحص على مرحلتين: تحديد موقع اللوحة ومناطق الاهتمام بالمجال الواسع الموجود في الآلة أصلاً، ثم الانتقال إلى المجال الضيق فقط حيث تكون التفاصيل مطلوبة فعلاً. وبذلك يبقى عدد صور المجال الضيق، ومن ثم زمن الدورة، متناسباً مع عدد العيوب المستهدفة لا مع مساحة اللوحة.

الشكل 5 — سير العمل المقترح على مرحلتين. الخطوة الثالثة وحدها تغيّر البصريات؛ وأحجام المجالات تفترض العرض الفعلي المشتق 4,325 مم.

أرسل ورقة بيانات الكاميرا، والحفر على العدسة الحالية، وأصغر عيب تحتاج إلى كشفه، وسيمكن تحديد التكبير ومسافة العمل وحامل الإضاءة على أرقام حقيقية بدل الافتراضات. تواصل مع POMEAS بهذه البنود الثلاثة ليُختصر المسار البصري إلى توصية واحدة.

ملاحظة الأدلة: التكبير 0,25X ومسافة العمل 150 مم ومدى فتحة العدسة مقروءة من صور العميل. جميع مواصفات POMEAS من سجلات المنتجات الحالية. والعرض الفعلي 4,325 مم والتكبيران 0,360X و0,541X والنسبتان 1,442× و2,163× قيم مشتقة والعملية الحسابية مذكورة في النص. وطراز الكاميرا ومقاس المستشعر وعدد البكسلات ومواصفات مصدر الضوء وحجم أصغر عيب كلها مجهولة وتبقى بحاجة إلى تأكيد. ولم يُركَّب أو يُختبر أي عتاد على آلة العميل.