3D-Framegrabber ermöglichen kostengünstigere 100%-Inspektion
Product /
05.2017
SCHNELLERE ALTERNATIVE ZU 3D-INSPEKTIONEN
Koordinatenmessmaschinen (CMMs) liefern seit mehreren Jahrzehnten genaue 3D-Inspektionen und seit geraumer Zeit steht eine weitere 3D-Inspektionsoption mit Laserscannern zur Verfügung. Der einschränkende Faktor beider Inspektionstechnologien ist, dass sich die für Messungen erforderliche Zeit auf Minuten beläuft, häufig sehr viele Minuten, was für die Inspektion von mehr als einer kleinen Probe von Teilen in den meisten Produktionsanwendungen zu langsam ist. Fertigungskontrollen selbst der langsamsten Produktionslinien sind in der Regel nicht möglich, weil sich das zu messende Objekt bei diesen Technologien während der Messungen in einer festen Position und in einer sauberen Umgebung befinden muss. CMMs und Laserscanner sind auch recht teuer, was Ihrer Einsetzbarkeit weitere Grenzen setzt.
Die kürzliche Verbreitung der 3D-Vision-Technologie bietet eine schnellere Alternative, da sie 3D-Inspektionen von sich bewegenden Teilen in fast jeder Umgebung in Millisekunden durchführen kann, was 100%-Inspektionen in Produktionsanwendungen ermöglicht. Ein Lichtstrahl, meist ein Laser, wird auf das zu inspizierende Objekt gerichtet. Der Lichtstrahl wird von der 3D-Form des Objekts verdrängt. Ein 2D-Vision-Sensor erfasst ein Bild des reflektierten Lichtstrahls und berechnet eine topografische 3D-Darstellung des Bildes.
Bisher wurde 3D-Vision am häufigsten in Form von integrierten Sensoren mit Kamera, Lichtquelle, Optik und Bildverarbeitungselektronik angeboten. Integrierte Sensoren haben den Vorteil nur einer Bezugsquelle, aber sie sind relativ teuer und geben dem Anwender wenig oder gar keine Wahl, was die Auswahl der Kamera, Lichtquelle, Optik und Bildverarbeitungstechnologie angeht. Von daher stellt die Leistung einen Kompromiss für viele Anwendungen dar, anstatt auf eine speziell zugeschnitten zu sein.
ANPASSBARE LÖSUNG
Die Einführung des Coaxlink Quad 3D-LLE Framegrabbers ermöglicht Anwendern, 3D-Vision-Messsysteme mit höherer Leistung und geringeren Kosten zu bauen, indem sie die Kamera, Lichtquelle, Optik und Bildverarbeitungslösung auswählen können, die am besten für ihre Anwendung geeignet ist. Der Framegrabber erzeugt topografische Profile genau wie integrierte 3D-Sensoren. Er berechnet das Profil des zu inspizierenden Objekts, indem er ein Bild von einer auf das Objekt projizierten Linie verarbeitet. Coaxlink Quad 3D-LLE Framegrabber bestehen aus einer standardmäßigen PCI-Express-Karte und funktionieren von daher mit vielen industriellen PCs.
Der Coaxlink Quad 3D-LLE Framegrabber verarbeitet bis zu 2,5 Gigapixel pro Sekunde. Er ist also mit den schnellsten Kameras auf dem heutigen Markt kompatibel und ermöglicht den Einsatz hochauflösender Kameras mit höheren Framerates für eine optimale Inspektionsleistung. Die Position der Laserlinie wird mit der gleichen Geschwindigkeit verarbeitet, wie die Kamera die Bilder erfasst. Die 3D-Laserextraktion erfolgt im Field Programmable Gate Array (FPGA) des Framegrabbers, womit der Hauptprozessor (CPU) für die 3D-Analyse zur Verfügung steht. Im Gegensatz zum integrierten 3D-Sensor kann der Anwender die optimale Lichtquelle wie blaue Laser für hohe Genauigkeit oder weißes Licht für bessere Speckle und höhere Sicherheit auswählen.
An jeden Coaxlink Quad 3D-LLE können bis zu 4 Triangulationseinheiten bestehend aus einer Kamera und einer Lichtquelle angeschlossen werden. Ein einziger Framegrabber kann also mehrere Anwendungen oder mehrere Seiten eines Objekts oder beides unterstützen. Die 4 CoaXPress-Anschlüsse des Framegrabbers bieten jeweils eine maximale Übertragungsrate von 625 MB pro Sekunde für insgesamt 2,5 GB pro Sekunde. CoaXPress ist dreimal schneller als Camera Link und der heute schnellste Vision-Schnittstellenstandard. Der neue Framegrabber bietet drei verschiedene Methoden zum Berechnen der Position der Linie: Peak, Maximum und Schwerpunkt. Dadurch sind weitere Möglichkeiten für die Optimierung der Leistung von Vision-Systemen gegeben. Der Coaxlink Quad 3D-LLE Framegrabber bietet Höhenprofile, die (nach der Konvertierung) mit Standard-Bildverarbeitungsbibliotheken wie Point Cloud Library (PCL) kompatibel sind. Darüber hinaus wird Euresys im weiteren Verlauf von 2017 seine eigene 3D-Vision-Bibliothek einführen.
Alles in einem ermöglicht der Ansatz mit einem Coaxlink Quad 3D-LLE Framegrabber eine 100%-Inspektion in Produktionsanwendungen zu wesentlich geringeren Kosten als ein integrierter 3D-Sensor. Gleichzeitig bietet er das Potenzial für umfassende Leistungsverbesserungen, indem das Inspektionssystem besser an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden kann.