Aktuální vydání

celé číslo

12

2020

Systémy DCS pro kontinuální a dávkové výrobní procesy

Provozní analytická technika

celé číslo

Společnost Automation Technology dodávající špičkové 3D kamery má české zastoupení

3D kamery Automation Technology dosahují vynikající přesnosti měření rozměrů až tisíciny milimetru, v závislosti na velikosti snímaného objektu. Maximální frekvence snímání je přitom řádově desítky tisíc profilů za sekundu. K dosažení těchto hodnot je využíváno několik unikátních metod, které jsou integrovány přímo v kameře.

Režim s velkým dynamickým rozsahem a specializovaný algoritmus dokážou určit polohu laserové stopy v obraze se subpixelovou přesností přesahující 64násobek fyzického rozlišení kamery. Kamery komunikují prostřednictvím gigabitového Ethernetu. Jejich výstupem je nejen 3D profil snímaného objektu, ale také jasový snímek, který je možné použít pro další zpracování obrazu.

3D kamery Automation Technology s krytím IP67 jsou navržené do průmyslových podmínek a obtížných prostředí. Nejvyšší přesnost mají modely s horizontálním rozlišením snímače 4 096 bodů. Při omezení vertikálního rozlišení lze u vysokorychlostních modelů dosáhnout frekvence až 71 tisíc profilů za sekundu. Při snímání prostorově složitých objektů je možné kamery vybavit Scheimpflugovým adaptérem pro dosažení ideální ostrosti obrazu v celé rovině snímání.

Kamery lze pořídit buď jako stavebnici (3D kamera, čárový laser, držák) – modely C2 (obr. 1) a C5, nebo jako kompletní laserový snímač v kompaktním pouzdře – model CS-C5. Ke kamerám je dodáváno množství příslušenství, včetně přesných držáků, kabeláže, konektorů a kalibračního softwaru.

Automatické vyhledání oblasti zájmu pro rychlé zpracování 3D obrazu

Vysokorychlostní 3D kamery Automation Technology řady C Series jsou již nyní k dispozici s novým firmwarem, který urychluje skenování povrchu.

Díky novému algoritmu pro automatické vyhledání oblasti zájmu se značně zvyšuje rychlost snímání u plochých objektů, např. při snímání povrchu dřevěných desek. Tato funkce je zajímavá především pro úlohy, kde je třeba kontinuálně měřit profily s proměnlivou pracovní vzdáleností, a umožní získat 3D obraz ve velmi krátké době.

Obecně je metoda automatického vyhledání oblasti zájmu využívána při automatizované optické kontrole kvality (velmi často a původně při kontrole kvality výroby tištěných obvodů).

Unikátní vlastnosti a funkce 3D kamer

Mezi vlastnosti a funkce, které z 3D kamer Automation Technology dělají unikátní přístroje, patří:

  • automatické nastavení AOI, sledování laserové stopy, automatický start snímání,
  • možnost nastavit několikanásobnou oblast zájmu – sledování několika stop,
  • několikanásobný výstup dat: prostorový profil, jasový obraz, tloušťka stopy,
  • HDR-3D: velký dynamický rozsah dovolující snímat objekty s velmi různorodou odrazivostí,
  • přídavná data: časová značka, indexování, pozice snímače polohy atd.,
  • vylepšené triangulační algoritmy: kognitivní funkce, maximum, prahování, filtr s konečnou impulzní odezvou (FIR),
  • digitální vstupy pro inkrementální snímač polohy (RS-422) i jednokanálová čidla,
  • velká spolehlivost komunikačního protokolu GigE Vision.

Kalibrace

V mnoha případech nestačí pracovat s relativními (pixelovými) výškovými daty. V takových situacích je nutné provést kalibraci, která převede relativní hodnoty na fyzické délkové jednotky. Toho lze docílit použitím kalibračního softwaru. Existují dvě metody, jak 3D sestavu zkalibrovat – tříosá kalibrace a statická kalibrace.

Tříosá kalibrace

Tříosá metoda je využívána při kalibraci sestavy ve všech třech rozměrech (osy X, Y a Z; obr. 2). Pro tento případ se používá kalibrační vzor ve tvaru diamantu. Výhodou je automatické rozpoznání nastavení triangulační sestavy (úhlu mezi kamerou a laserem, jejich vzájemné orientace a vzdálenosti od vzorku). Podmínkou je však pohyb sestavy nebo kalibračního vzoru danou rychlostí.

Statická kalibrace

Statická metoda je jednodušší, ale kalibrují se pouze dva rozměry – osa X (šířka) a osa Z (výška) – obr. 3. Není proto nutné zajistit pohyb vzoru ani kamerové sestavy. Odtud název statická kalibrace. Na rozdíl od tříosé kalibrace může však být tato metoda použita pouze při standardním triangulačním nastavení, kdy laser svítí kolmo na kalibrační vzor.

Typické příklady použití

Kamery Automation Technology lze použít jak ve vlastním aplikačním programu (zdarma je dodáván Software Development Kit), tak v aplikacích pro zpracování obrazu od třetích stran (LabVIEW, Halcon, Vision-Pro, CVB apod.).

Mezi typické příklady použití kamer Automation Technology patří:

  • kontrola profilu pneumatik při výrobě (obr. 4),
  • kontrola součástek na deskách plošných spojů,
  • snímání povrchu dřeva a plechů,
  • inspekce svarů a mechanických součástí,
  • navigace robotu,
  • kontrola plastových výrobků (obr. 5).

Závěr

Další informace o vysokorychlostních 3D kamerách Automation Technology lze získat na webové adrese kamery.atesystem.cz.

(ATEsystem s. r. o.)

 

Obr. 1. Modulární sestava 3D kamer typu C2

Obr. 2. Tříosá kalibrace

Obr. 3. Statická dvouosá kalibrace

Obr. 4. Kontrola profilu pneumatik při jejich výrobě

Obr. 5. Kontrola plastových výrobků