双远心镜头在弹簧检测中的应用

在工业生产中，弹簧有着重要的应用，弹簧的质量常常关系到工业系统的精度和稳定性，因此弹簧检测的重要性不言而喻。由于弹簧的种类越来越繁多，视场需求量越来越大，精度要求越来越高，原始的人工检测速度和精度都已经达不到目前工业生产的要求，现代化的检测方法应运而生，视觉检测作为非接触式测量中应用Zui常见和高效的一种，在弹簧的检测中被广泛的应用，但是传统的光学检测仍存在以下问题无法解决：
一、检测尺寸或角度时由于边缘不稳定导致精度不高
传统的视觉检测采用高分辨率CCD相机和工业镜头，由于工业镜头的成像原理如下：的一种，它是随着工业的发展而不断发展进步的，它能满足工业上一些样本采样记录，机器操作过程的详细记录等，在工业领域应用非常广泛。

由于此图为理论模型，而工业镜头成像时有一定的景深容许误差，当S’位置前移或后移时，相机仍能得到清晰的图像，但是当被测物S位置发生变化时，S’的成像高度会发生变化，也就意味着工业镜头的放大倍率会随着工作距离的变化而变化，这样在实际成像的过程中，会导致物体的成像比例发生不同程度的变化，边缘不固定，在标定完成后测量的过程中测量结果会发生变化，导致测量角度和尺寸的时候精度不高。
对应的，我们用双远心镜头检测时可以解决以上问题。双远心镜头的光路原理如下图所示：

双远心镜头通过在透镜中间放置光阑，使得进出镜头的光线均为平行光，将其余的漫反射光源都滤掉，这样一来，不管物距怎么改变（当然在能够清晰成像的范围内），放大倍率都不会变化，这一特性可以解决的问题不止是被测物边缘的稳定性问题，同时可以解决生产线不可控制的抖动对系统精度的影响问题，可用于诸多高精度在线检测要求。
二、检测连续性时拐弯处反光导致检测错误
图像处理中是通过灰度值的变化来判断边缘的有无，由于弹簧本身结构的特殊性，无论是采用落射光源还是背光源，都不能取得被测物体灰度值始终一致的图像，特别在拐脚反光处，常常取得与其他区域相反的灰度值，导致Zui终的测量结果显示拐角处断裂，这种结果会导致检测工作的直接失败。
而当我们采用平行光源和双远心镜头时，图像连续性非常好，检测时尺寸检测，瑕疵都一目了然，效果非常好。下图为采用双远心镜头和平行光源拍摄的弹簧轮廓图片，灰度值对比非常明显，处理起来很简单，几乎不可能出现检测误差。
三、镜头景深不能同时覆盖整个弹簧
普通工业镜头的景深比较小，而弹簧本身有一定的高度，经常会出现镜头景深不能完全覆盖，不能同时清晰成像的情况，在这种情况下，测量和检测无法进行，是光学检测在这一领域没有办法解决的。

而当我们采用双远心镜头时，由于其平行光特性，景深相较普通镜头可以做到几倍甚至几十倍，完全可以解决这一问题。
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