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Misura nel campo visivo (FOV) – Un nuovo modo di misurare

By Agosto 28, 2014Articoli

La misura nel campo visivo rappresenta un modo completamente nuovo di misurare con precisione componenti piccoli e piatti, con una velocità e semplicità ineguagliate rispetto a metodi alternativi come i proiettori di profili, le macchine di misura video o i microscopi di misura.

Ma che cos’è la misura nel campo visivo? Come funziona? E come mi potrebbe aiutare?

Che cos’è la misura nel campo visivo?

La misura nel campo visivo (FOV), ovvero la misurazione all’interno del campo visivo, è un modo completamente nuovo di misurare con precisione componenti di piccole dimensioni, con una velocità e semplicità sorprendenti. La misura FOV si avvale di una videocamera ad alta risoluzione appositamente progettata per misurare un componente presente all’interno del campo di visione ottica. I metodi alternativi di misura sono:

Proiettori di profili – proiettano su schermo la forma ingrandita di un componente, con una tavola di misura che sposta il componente stesso, in modo da poterlo misurare completamente.

Macchine di misura video e microscopi di misura utilizzano un’immagine ingrandita e, come un proiettore di profili, si avvalgono di una tavola di misura per spostare il componente all’interno del campo visivo. Con un campo visivo di dimensioni limitate, i sistemi di misura ottica tradizionali utilizzano una tavola di misura perché l’obiettivo può sempre e solo osservare una piccola area del componente. Lo spostamento della tavola permette di “osservare” e, quindi, di misurare, diverse parti del componente.

Xpress 70
(campo visivo di 57 mm x 43 mm)
Esempio obiettivo 1x
(Ø del campo visivo 14,2 mm)
Esempio obiettivo 2x
(Ø del campo visivo 7,1 mm)
Fig 1. Diagramma che illustra le dimensioni relative del campo visivo.

 

I sistemi di misura nel FOV non richiedono una tavola mobile poiché l’intero campione viene osservato all’interno di un ampio campo visivo (57 mm x 43 mm con Xpress 70). Confrontiamo questi dati con le dimensioni di un tradizionale sistema di misura ottica – il cui campo visivo varia da 0,5 mm a 20 mm circa. (Fig. 1.)

Un campo visivo più grande permette di osservare l’intero componente, e di conseguenza di misurarlo, senza l’esigenza di una tavola di misura, offrendo alcuni vantaggi significativi tra i quali una velocità notevolmente superiore e una semplicità ineguagliata.

 

 

Come funziona?

‘Ottiche a ‘campo piatto’
La misura nel campo visivo utilizza una videocamera ad alta risoluzione, abbinata ad un sistema di lente telecentrica a ‘campo piatto’ di grandi dimensioni. La lente telecentrica offre un’immagine piatta all’interno di tutto il campo visivo, senza alcuna curva o distorsione, consentendo così all’operatore di posizionare e misurare il componente in qualsiasi punto del campo visivo, senza dover muovere il campione.

Fig 2.Campo piatto di una lente telecentricaCampo curvo di una lente standard

Non occorre mettere a fuoco *
Inoltre, il sistema della lente telecentrica a ‘campo piatto’ è stato progettato con un campo visivo eccezionalmente grande, il che significa che il soggetto è sempre a fuoco.* Solitamente, la profondità di campo (messa a fuoco) con un dispositivo di misura comparabile, varia da un paio di micron a un paio di millimetri. Un sistema di misura nel FOV ha tipicamente una profondità di messa a fuoco di 40 mm o superiore (a seconda dell’obiettivo).

*Nota: messo a fuoco il sistema, non occorre alcuna ulteriore regolazione per i componenti che hanno un’altezza simile.

Perché misurare all’interno del campo visivo?

Una lente telecentrica a campo piatto permette di osservare l’intero componente all’interno del proprio grande campo visivo, e pertanto rende possibile la misura di tutte le caratteristiche, in pochi secondi. Quando questo sistema viene confrontato con altri sistemi di misura che richiedono lo spostamento di una tavola meccanica per catturare tutti i punti misurati, si comprende come tali alternative richiedano molto più tempo per la misura. Non solo è possibile osservare e misurare i componenti interi ma si possono anche misurare contestualmente più componenti.

Fig 3. Si possono misurare in pochi secondi, con lo stesso programma di misura, componenti singoli o multipli.

Nessuna tavola mobile
Poiché tutto il componente viene ‘visto’ all’interno del campo visivo, non occorre disporre di tavola mobile per misurare l’intero componente.

Questo porta immediatamente numerosi vantaggi. L’assenza di tavola mobile significa che …

  • Non essendoci parti in movimento, nessuna varianza meccanica influisce sulla misura.
  • Non vi sono differenze nella misura attribuibili alle abitudini o competenze dell’operatore.
  • Tempo. Non occorre muovere nulla, risparmiando tempo. Molto tempo.


Osservazione dell’intero componente

Questo importante sviluppo apre la strada a numerose possibilità estremamente utili. L’osservazione dell’intero componente significa che …

  • Si possono vedere e, pertanto, misurare, tutte le ‘caratteristiche’ visibili in pochi secondi, anziché in minuti.
  • Si possono misurare anche più componenti allo stesso tempo, con un notevole risparmio di tempo.
  • Non occorre più allineare o ruotare il o i componenti, con un ulteriore risparmio di tempo.

 

Basta semplicemente posizionare il componente
in qualsiasi punto all’interno del campo visivo
Tutte le caratteristiche sono misurate in pochi secondi.
All the features are measured in seconds.

Velocità
La misura nel campo visivo consente di risparmiare molto tempo, in ogni fase del processo di misura. Non occorre mettere a fuoco*. Non occorre posizionare o allineare il componente. Non è necessario spostare la tavola di misura. Non è necessario selezionare diversi punti di misura …

Accuratezza
Poiché non occorre eseguire alcuna operazione manuale – come la selezione dei punti, l’allineamento dei bordi e la regolazione della messa a fuoco* – le differenze tra i vari operatori vengono completamente eliminate.

Semplicità
L’eccezionale semplicità rappresenta la chiave del successo. Non occorre mettere a fuoco* o posizionare il componente. Basta semplicemente posizionare il o i componenti e premere il tasto RUN (Esegui). Il software riconosce automaticamente la parte, eseguendo tutte le misure alla semplice pressione di un pulsante, con risultati Passa, /Non passa. E l’eccezionale semplicità significa che la formazione dell’operatore richiede pochi minuti, non ore.

*Nota: Una volta messo a fuoco il sistema, non occorre alcuna ulteriore regolazione per i componenti che hanno un’altezza simile

 

Cosa si può misurare?

La misura 2D (X,Y) all’interno del campo visivo offre vantaggi significativi rispetto ad altre soluzioni di misura dimensionale. Per sfruttare i vantaggi della velocità e semplicità offerte dalla misura nel FOV, il componente deve essere visibile all’interno del campo visivo (57 x 43 mm). Solitamente, la misura del FOV è ideale per misurare in 2D (X, Y) parti di componenti di piccole dimensioni e piatti, come …

Guarnizioni O-ringsParti stampate
Anelli di sicurezza Parti pressate Parti tagliate a laser/ad acqua
   
Parti in plastica di piccole dimensioni Materiali estrusi Utensili da taglio
Connettori Altre piccole parti piatte E molto altro ancora…

 

Una gamma completa di soluzioni di misura senza contatto

Le applicazioni di misura variano enormemente. La gamma di sistemi di misura di Vision Engineering è formata da una serie completa di soluzioni di misura senza contatto, adatte per una ampia tipologia di misure su 2 e 3 assi. Il sistema Xpress di misura nel campo visivo rappresenta l’ultimo sviluppo di questa gamma.

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