应用机器视觉对笔尖外观尺寸检测，破解“笔尖难题”

记得在我们小时候，经常会看到爷爷一辈的老人们写字都是用毛笔写的，而到了现在，我们上幼儿园、小学，很多时候都是用的铅笔，到了初中之后，大多用的就是圆珠笔和钢笔。笔是我们生活工作中的书写工具，这其中尤以中性笔、圆珠笔使用更为广泛。回想一下，您在使用中性笔、圆珠笔时有没有遇到过这样的情形呢？一支新的笔，书写时摩擦不够顺滑、下水不流畅，导致写出的字时有时无，或者是笔尖的滚珠莫名掉落，致使无法使用，甚至笔芯里的油墨外泻，这是很怄火的一件事，其实这些状况都是由于中性笔、圆珠笔笔芯不合格引起的。

笔芯是书写的主要部件，它由球珠、球座体（笔尖）、油管、油墨和浮塞组成。合格的笔芯球珠安装在球座体上需能圆滑转动且不易脱落，球座体尺寸大小需符合要求，不得有碰伤变形，回口痕迹。油管的油槽槽形需清晰、分布均匀、外形一致等。

笔芯的检测难点有很多，不锈钢材质具有高反光性，不易提取边界。笔尖和油管的构成有粗、细和高低落差，透明的油管内壁不易补捉，这些问题采用普通相机和工业镜头根本无法采集到清晰的图像，更有可能因为视野小和笔尖景深较深而无法同时对焦清晰，但这些对于远心镜头来说是轻而易举。远心镜头本身具有高分辨率、超宽景深、超低畸变等特性，满足普通工业镜头难以满足检测要求，弥补了普通镜头应用上的不足，适应精密检测需求。

笔尖外观尺寸检测需求：测量笔尖滚珠的外形轮廓尺寸（精度±0.01mm）。

笔尖外观尺寸检测项目难点：笔尖滚珠高反光无法精度提取边界，滚珠和包边有2mm的高度落差，在小视野的状态下没办法有2mm的景深让滚珠顶部和包边同时对焦清晰。

笔尖外观尺寸检测解决方案：使用TML20150远心镜头，背光和0度环光两种照明方式，有效避免了反光干扰，并将视场2*3mm视野的景深增大到2mm。