Технология визуального контроля, в частности технология измерения изображений, требует проведения количественных измерений. Точность измерений всегда была важным показателем, к которому стремится эта технология. Системы измерения изображений обычно используют датчики изображения, такие как ПЗС-матрицы, для получения информации об изображении, преобразования ее в цифровые сигналы и сбора данных в компьютер, а затем с помощью технологий обработки изображений обрабатывают цифровые сигналы для получения необходимых изображений. Расчет погрешностей размера, формы и положения достигается с помощью методов калибровки, позволяющих преобразовать информацию о размере изображения в системе координат изображения в информацию о фактическом размере.
В последние годы, благодаря быстрому развитию производственных мощностей и совершенствованию технологий обработки, появилось большое количество изделий двух крайних размеров: больших и малых. Например, измерение внешних размеров самолетов, измерение ключевых компонентов крупной техники, измерение размеров электропоездов. Измерение критических размеров микрокомпонентов. Тенденция к миниатюризации различных устройств, измерение критических микроразмеров в микроэлектронике и биотехнологии и т. д. – все это ставит перед технологиями контроля новые задачи. Технология визуального измерения имеет более широкий диапазон измерений. Использование традиционных механических измерений в больших и малых масштабах довольно затруднительно. Технология визуального измерения позволяет получать определенную долю измеряемого объекта в соответствии с требованиями к точности. Она позволяет выполнять задачи измерения, недоступные при механических измерениях, как в сверхкрупномасштабных, так и в мелкомасштабных измерениях. Поэтому важная роль технологии визуального измерения очевидна как в сверхкрупномасштабных, так и в мелкомасштабных измерениях.
В целом, детали размером от 0,1 мм до 10 мм называются микродеталями, а в международном контексте — мезомасштабными деталями. Требования к точности этих компонентов относительно высоки, как правило, на микронном уровне, структура сложна, и традиционные методы измерения с трудом удовлетворяют этим требованиям. Системы визуального измерения стали распространенным методом измерения микрокомпонентов. Сначала необходимо получить изображение исследуемой детали (или ключевых характеристик исследуемой детали) через оптическую линзу с достаточным увеличением на соответствующем датчике изображения. Получить изображение, содержащее информацию об измеряемом объекте, отвечающую требованиям, и передать его в компьютер через плату захвата изображений, после чего выполнить обработку и вычисления изображения на компьютере для получения результата измерения.
Технология измерения изображений в области микродеталей в основном имеет следующие тенденции развития: 1. Дальнейшее повышение точности измерений. С непрерывным повышением уровня промышленного производства требования к точности мельчайших деталей будут еще больше повышаться, что, в свою очередь, повысит точность измерений с помощью технологии измерения изображений. В то же время, быстрое развитие устройств датчиков изображения и устройств высокого разрешения также создаст условия для повышения точности системы. Кроме того, дальнейшие исследования в области субпиксельных технологий и технологий сверхвысокого разрешения также обеспечат техническую поддержку для повышения точности системы.
2. Повышение эффективности измерений. Использование микродеталей в промышленности растет на геометрическом уровне, а сложные задачи измерения, такие как 100% поточные измерения и изготовление производственных моделей, требуют эффективных измерений. Благодаря улучшению аппаратных возможностей, таких как компьютеры, и постоянной оптимизации алгоритмов обработки изображений, эффективность систем измерительных приборов будет повышаться.
3. Осуществить преобразование микрокомпонента из режима точечного измерения в режим целостного измерения. Существующие технологии измерительных приборов, основанные на визуализации, ограничены точностью измерения и, по сути, визуализируют ключевые области характеристик в крошечном компоненте, что позволяет измерять только ключевые точки, и сложно измерить весь контур или все точки характеристик.
Благодаря повышению точности измерений, получение полного изображения детали и достижение высокоточной оценки общей погрешности формы будут все чаще применяться в различных областях.
Вкратце, в области измерения микрокомпонентов высокая эффективность высокоточных технологий измерения изображений неизбежно станет важным направлением развития технологий прецизионных измерений. Поэтому к системам аппаратного обеспечения для получения изображений предъявляются более высокие требования к качеству изображения, позиционированию краев изображения, калибровке системы и т. д., что открывает широкие перспективы применения и имеет важное научное значение. Таким образом, эта технология стала актуальной темой исследований как в стране, так и за рубежом, и одним из важнейших направлений в технологии визуального контроля.
Дата публикации: 16 мая 2022 г.