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O Dilema do Campo de Visão Amplo…

Byfevereiro 17, 2020Artigos

Visão… Não é fantástico o sentido da visão? Podemos defender que a maneira mais eficaz de entender alguma coisa é por meio da visão. Às vezes, não há leitura ou escuta suficiente para explicar algo com o qual não estamos familiarizados. Nós então vemos e dizemos “Ah!” – E tudo fica claro.

Ainda assim, para entender realmente, precisamos garantir que vemos o cenário inteiro. Imagine olhar um belo pôr do sol em um entardecer ocioso no Mediterrâneo. Consegue imaginar o quanto seria insignificante ver apenas uma fração do sol, em vez de toda a esfera púrpura mergulhando lentamente no horizonte? Ou imagine ver uma pessoa pulando pra cima e para baixo fazendo gestos incompreensíveis com a boca. Certamente pensaríamos se tratar de um lunático, até vermos milhares de outros foliões, bailando ao som da música tocando em um palco. Mas chega de analogias … Simplificando, nosso campo de visão (FOV) é o que coloca as coisas em perspectiva! Quanto mais ampla se torna nossa visão, mais vemos e exploramos, e podemos afirmar, mais sábios nos tornamos (!).

Embora possa parecer um pouco fantasioso, o mesmo pode ser dito sobre medição e inspeção.

Quanto mais claramente pudermos enxergar artefatos, mais facilmente poderemos escolher os aspectos que precisam ser medidos, e identificar defeitos. Além disso, quanto mais pudermos ver, mais rapidamente poderemos realizar tarefas de medição ou inspeção.

Os fabricantes têm a sorte de contar com tantas opções em termos de sistemas de inspeção e medição por vídeo. Esses sistemas oferecem vários métodos de medição e recursos por meio de tecnologias avançadas de imagem e desenvolvimento de software que, por sua vez, permitem que os fabricantes obtenham qualidade consistente em sua produção, além de reduzir os resíduos. No entanto, a necessidade de precisão e qualidade geralmente causa um dos problemas mais críticos enfrentados pelos fabricantes atualmente, ou seja, longas rotinas de medição, que acabam por atrasar a entrega do produto e podem causar outros problemas mais adiante na cadeia de valor.

Se observarmos as medições feitas em sistemas de medição ópticos e por vídeo, uma das razões pelas quais as rotinas de medição demoram tanto é que, geralmente, o campo de visão exibido simultaneamente é pequeno; portanto, os componentes devem ser reposicionados várias vezes para que todos os aspectos fundamentais possam ser medidos. Isso é bastante normal, pois a maioria das medições por vídeo é realizada com ampliação relativamente alta, permitindo que aspectos menores sejam medidos com mais precisão.

Nos últimos anos, a maioria dos fabricantes de equipamentos de medição apresentou novas soluções para ajudar a aumentar o campo de visão e reduzir o tempo de medição e o envolvimento do operador. Esses sistemas geralmente utilizam lentes telecêntricas que oferecem campos de visão maiores e baixa distorção. As lentes telecêntricas também oferecem maior profundidade de campo em comparação com as lentes macro padrão, de modo a colocar em foco mais aspectos de um componente. Um dos maiores recursos dos pacotes de software de medição disponíveis atualmente é que aspectos visíveis dentro do campo de visão – e no foco – podem ser medidos quase instantaneamente. Esse recurso geralmente é subaproveitado devido aos sistemas de medição por vídeo equipados com lentes de zoom que oferecem tamanhos pequenos de campo de visão. As lentes telecêntricas, juntamente com recursos de medição instantânea do software de medição, tornam esses “sistemas de medição de campo de visão (FOV)” altamente práticos e desejáveis para muitos clientes.

Assim como vários outros desafios que os fabricantes devem superar diariamente, não podemos abordar todos os desafios de medição com uma postura única para todos os casos. Compreender os prós e os contras de vários métodos de medição por vídeo nos permite usar as ferramentas certas para o trabalho certo.

Os sistemas de medição de campo de visão são ótimos para medições de perfil de componentes que não possuem aspectos muito pequenos (por exemplo, menos de 0,1 mm de diâmetro) para medir, pois geralmente não possuem a ampliação necessária para medir esses aspectos pequenos.

As imagens na Figura 1 a seguir foram tiradas em uma máquina de medição por vídeo padrão equipada com uma objetiva macro. As duas imagens mostram o que o operador veria no campo de visão. Essas imagens também mostram quanto do componente pode ser medido de cada vez.

 

Small FOV

Fig. 1 Campo de visão pequeno, imagens de alta ampliação com uma lente macro

 

A Figura 2 mostra como ficaria o mesmo componente usado nas imagens acima em um sistema de medição de campo de visão equipado com lente telecêntrica. Agora o componente inteiro pode ser exibido no campo de visão e todos os aspectos do componente podem ser medidos instantaneamente.

Large FOV

Fig. 2 Campo de visão amplo, imagem de baixa ampliação com lente telecêntrica

 

Então, por que não usamos todos lentes telecêntricas e reduzimos significativamente os tempos de medição?

Para começar, a grande profundidade de campo das lentes telecêntricas as torna inadequadas para medições no eixo Z. Objetivas com profundidade de campo estreita reduzem as incertezas relacionadas a focalização e, portanto, são mais indicadas para medições no eixo Z. Por esse motivo, as lentes telecêntricas são usadas em sistemas de medição por vídeo ou ópticos que medem apenas nos eixos X e Y.

Como mencionado anteriormente, os sistemas de medição equipados com óptica telecêntrica não oferecem alteração de ampliação, exceto para soluções de visão mecânica sob medida. Isso significa que qualquer aspecto que seja pequeno demais para ser detectado pelo software de detecção de borda não pode ser medido ou, na melhor das hipóteses, será medido de maneira imprecisa.

Os sistemas de medição com a opção de alterar a ampliação oferecem mais flexibilidade ao operador e são mais indicados para empresas que desejam usar o mesmo sistema para medir uma ampla variedade de componentes. Sistemas com campos de visão amplos, por outro lado, são perfeitos para empresas cuja prioridade é medir peças específicas rapidamente e em grande volume.

Para concluir, não existe um tamanho único para todas as soluções em medição. Enquanto sistemas de medição com campo de visão amplo oferecem excelente simplicidade e produtividade, sistemas mais convencionais com zoom óptico e/ou microscópios ópticos oferecem a flexibilidade para medir peças mais complexas. Para garantir a escolha do melhor sistema que atenda às suas necessidades, é essencial conversar com especialistas do setor e explorar todas as alternativas possíveis. Entre em contato com a equipe da Vision Engineering para se informar sobre todas as suas necessidades de metrologia.