「这个零件四个面都要看」是产线上最常见的需求之一。多数人的第一反应是加相机,但更省钱的做法往往是加灯:同一个相机,不同时刻用不同的光,把多个面的特征分别拍下来。
一个光源只能优化一种特征的对比度。同一个工件的不同面、不同特征,往往需要互相矛盾的照明方式:
这三种光不能同时开:同时开的结果是每种特征都被另外两种光稀释,全都看不清。
分时照明的做法是:把它们在时间上错开。相机在同一位置连拍多帧,每一帧只开一路灯,每帧图像只负责一种特征,最后分别处理。
这套做法的三个好处很明显:
代价也很明确:节拍会变长,时序会变复杂。所以在决定做分时之前,必须先把这两笔账算清楚。
这一点容易被误解。多路光同时照射时,到达工件的是各路光的照度叠加,不是「谁好就用谁」。
结果是:背光想要的暗背景被正面光填亮了,掠射光想要的阴影被另一侧的灯补掉了。
所以要记住一条原则:只要两路灯的照明目的不同,就必须分时;只有目的相同(比如两路条形光都是为了补匀同一区域)才同时开。
举一个最常见的例子:某工位既要测外径轮廓(需要背光),又要看端面字符(需要正面光)。如果两路同时开,背光下本该全亮的背景会被正面光进一步推高,而端面的字符对比度又被背光的透射分量冲淡,最后两个特征都判不准。
判断两路目的是否相同,最简单的问法是:如果只开其中一路,另一路的特征会不会变得更好?会,说明两路目的冲突,必须分时;不会,说明可以同时开。
分时照明的硬件约束是控制器通道数。算账顺序:
POMEAS 光源产品页列出的推荐控制器型号为 VP-DPI2404-4-RS232T,具体配置需根据光源功率和控制通道确定。供电与配电的完整算法,见光源 24V 供电和控制器怎么配。
分时照明的时序要排四件事,缺一不可:
关键约束是:频闪窗口必须完整覆盖曝光窗口,而且两帧之间要留出足够间隔,让上一路灯完全熄灭、下一路灯达到稳定亮度,否则会出现串扰。
同步细节与对齐验证方法,见频闪照明与相机触发同步。
分时不是万能的,以下三种情况应该直接加相机:
节拍怎么算,见在线测量节拍与工位数量的判断思路。
分时的失败几乎都是时序问题,不是光学问题。验证按三步:
验证通过后,把时序参数与亮度档位一起写进工艺卡。分时的参数比单灯的更容易在换型时被漏改,这是产线上反复出现的返工原因。
补充一条排查经验:如果出现「偶尔有一帧偏暗」,优先怀疑切换间隔不够,而不是怀疑灯坏了。把间隔加大再跑一次通常就能定位。如果偏暗是固定出现在某一帧,那更可能是该路灯的驱动电流不足或线损压降,供电侧的排查见光源 24V 供电和控制器怎么配。
因为多路光同时照射时,到达工件的是各路光的照度叠加,不是「谁好就用谁」。结果是背光想要的暗背景被正面光填亮了,掠射光想要的阴影被另一侧的灯补掉了,每种特征都被另外两种光稀释,全都看不清。原则是只要两路灯的照明目的不同就必须分时;只有目的相同,比如两路条形光都是为了补匀同一区域,才同时开。
先数清楚要抓几种特征,每种特征对应一路独立控制的灯;再确定每路灯的功率,确认控制器单通道能带动;最后确认总功率与配电。分时有一个隐性好处:同一时刻只有一路亮,电源可以按最大单路功率而不是总功率来选。POMEAS 光源产品页列出的推荐控制器型号为 VP-DPI2404-4-RS232T,具体配置需根据光源功率和控制通道确定。
三种情况应该直接加相机:工件在连续高速运动,分时意味着同一特征要在不同时刻拍,工件动了位置就对不上;帧率预算不够,分时把 N 种特征变成 N 帧,节拍直接乘以 N,要先算清楚能不能承受;特征之间有遮挡,某些面的特征被工件自身挡住,加灯也没用,只能加相机换视角。
四件事缺一不可:触发(谁来发起这一帧)、点灯(这一帧开哪一路灯、什么时候开)、曝光(相机什么时候开始收集)、切换间隔(两帧之间留多少余量)。关键约束是频闪窗口必须完整覆盖曝光窗口,而且两帧之间要留出足够间隔让上一路灯完全熄灭、下一路灯达到稳定亮度,否则会出现串扰。
分时的失败几乎都是时序问题而不是光学问题,验证按三步:单帧验证,只开一路灯连拍,确认这一帧本身干净稳定;串扰验证,开 A 路灯时看画面里有没有 B 路灯的痕迹,有就是切换间隔不够或控制逻辑有误;连跑验证,按实际节拍连跑若干件看有没有偶发的帧错位。验证通过后要把时序参数与亮度档位一起写进工艺卡。
因为同一时刻只有一路灯亮,电源可以按最大单路功率而不是各路功率之和来选,这通常会显著降低电源容量与线径要求。但要注意瞬态:如果某一路灯采用频闪过驱动,瞬时电流仍远大于其连续电流,峰值要按过驱动后的瞬时值核算,不能只按额定功率算。
照明问题最快的收敛方式是真工件,不是讨论。寄一件样品,附上图纸和你真正要判的特征,我们跑完把结果报给你 —— 包括哪些特征结论是「用光源解决不了」。我们不做「什么都能测」的承诺,只给可验证的结论。
您将收到我们最新的动态资讯