Alkatrészek minőség-ellenőrzése 3D-ben

Hatékony megoldás a Modular-X szoftver és a Ranger 3D-s kamera kombinációja

2012. július 30., hétfő, 17:02

Címkék: 3D auto id autóipar csomagolás elektronika gyógyszeripar kamera minőségellenőrzés Modular-X Ranger Sanxo Sick vision

Gyártás során előforduló minőségi hibák detektálásának egyik gyakran alkalmazott technikája az optikai úton, kamerával történő minőség-ellenőrzés. Azonban sok esetben korlátokba ütközik a hagyományos kamerakép kiértékelő technológia a termék felülete, annak anyaga vagy az adott gyártási körülmények miatt.

Problémás esetekben, amikor a vizsgálni szándékozott termékről nehéz jól kiértékelhető képet készíteni, vagy a termék három dimenziós tulajdonsága sok plusz információt hordoz, megoldást kínál a Modular-X általános képfeldolgozó szoftver és a Ranger 3D kamera kombinációja. Az eszközzel háromdimenziós mérés, továbbá a multiscan módból eredő több típusú kép egyidejű kiértékelése valósítható meg.

A multiscan Ranger 3D kamera

A Ranger 3D kamera egy multiscan kamera, mely azt jelenti, hogy egy időben képes több különböző információval rendelkező képet visszaadni a vizsgált tárgyról, miközben 3D-s információt is szolgáltat a felhasználó számára. Mit is jelent ez a gyakorlatban? Például ha van egy termékünk, melynek szeretnénk megmérni a pontos méretét X,Y,Z irányban, de egyben olyan mérést is kell végeznünk, mellyel színellenőrzés a célunk, ezzel a kamerával megoldható. A kamera a vizsgált tárgyat szeletekre osztja, a szeletekhez pedig további információ társul attól függően, milyen módban használjuk. 3D mérés esetén ez az információ a vonallézernek a tárgy felületén megjelenő vetülete. Ezt dolgozza fel a kamera, melyből háromszögeléses technikával magassági pontokat számol.

 

(1. ábra) A kamera alatt elhaladó tárgy és 3D-s képe



Lényegében egy olyan pontfelhőt hoz létre, amelyből megállapítható egy tárgy magassága, felszínének formája stb. A háromdimenzionális információk képi megjelenítése a Modular-X feldolgozó programmal 8 vagy 12 bites szürkeárnyalatos képpel történik, így biztosítva azt, hogy a magassági információk a képen különböző intenzitásértékeknek feleljenek meg (1. ábra). A kamerának létezik olyan típusa, amellyel akár 35 000 profilt készíthetünk másodpercenként, így nagy sebességű alkalmazásokban is használhatjuk.

Alkalmazási területek

A kamerának a fent említett tulajdonságaiból adódóan számtalan alkalmazási területe van. Csak néhány példát kiragadva a teljesség igénye nélkül: az autóiparban (2. ábra), faiparban, elektronikai iparban, sőt még a gyógyszeriparban is használják. A gyógyszer és faipar számára a kamera rendelkezik egy rendkívül hasznos mérési eljárással, mely egy úgynevezett scatter képet készít a tárgy felületéről. Ilyenkor a kamera a felület minőségére jellemző információval tér vissza, mely az adott felületről a vonallézer visszaverődésének módját vizsgálja.

 

(2. ábra) Autógumi profiljának mérése

 

A kamerának ezt a funkcióját a faiparban a fában lévő görcsök detektálására használják (3. ábra), míg gyógyszeripariban a fehér színezésű – az emberi szem számára nem átlátszó – gyógyszeres bliszterekben a kapszula jelenlétének ellenőrzésére (4. ábra), természetesen ezzel egy időben a felületről 3D-s információt is kapnak a felhasználók. Ezektől a speciális alkalmazásoktól eltekintve a kamera alkalmas szinte bármilyen 3D-s mérés kivitelezéséhez.

 

(3. ábra) Fa görcsök detektálása scatter algoritmus használatával, normál intenzitás kép a bal oldalon és scatter kép a jobb oldalon

 

(4. ábra) Kapszulák jelenlétének detektálása, normál intenzitáskép a bal oldalon és scatter kép a jobb oldalon

 

Miért a Modular-X és a Ranger 3D?

Egy ilyen bonyolult kamera integrálása egy optikai mérésbe rendkívül nehéz feladat, sok időt és szakmai tapasztalatot igényel, a felhasználónak saját magának kell megírni az applikációt, amely kinyeri a képet a kamerából, továbbá a képfeldolgozási lépéseket. Ez még akkor is sok időt igényel, ha az adott területtel foglalkozó szakembereknek kell egy ilyen egyedi alkalmazást fejleszteni. A Modular-X ezt az időt csökkenti azzal, hogy a Ranger kamera integrálva lett a szoftverbe, így lényegesen csökkentve egy Ranger kamerás rendszer üzembe helyezésének idejét, egyensúlyt
teremtve ezzel az állandó kihívást jelentő idő, költség és megtérülés mérlegen. A felhasználónak csak a képfeldolgozási lépéseket kell programoznia, melyek a Modular-X esetében egyszerű szekvenciális utasítások, melyek egy fastruktúrában helyezkednek el (5. ábra). A Modular-X mellett szól továbbá, hogy a National Instruments LabVIEW Vision Development Module függvényeit használja, amely függvénytár egyike a piac legjobbjainak.

 

(5. ábra) A mérőprogram fastruktúrája

 

3D minőség-ellenőrzés a Modular-X-ben

A Rangerből kinyert 3D-s adatokat a Modular-X szürkeárnyalatos képként jeleníti meg. Az ábrán egy elektronikai panel intenzitásképe látható (6. ábra), minél nagyobb egy képpont intenzitása, annál magasabban található az a pont a valóságban.

 

(6. ábra) Intenzitáskép a 3D-s adatok alapján

 

A képen látható paneleknél a feladat az alkatrészek jelenlétének detektálása volt, miközben egy tárcsán forogtak 8 termék/másodperces sebességgel. A rendszer további előnye, hogy a Modular-X-ben található számtalan algoritmus alkalmassá teszi a rendszert a felületi hibák, például sorja, fröccsöntési hiányok kiszűrésére. A 3D-s méréssel térfogatot, felvitt ragasztómennyiséget is lehet mérni. Amennyiben az alkalmazás speciális kalkulációt igényel, a rendszerhez a felhasználó könnyedén hozzáadhatja a saját számoló vagy kiértékelő algoritmusát egy nyílt interfészen keresztül.

Előnyök

Az ipar számára a gyártásközi 3D-s mérés sok esetben fontos vagy egyedüli lehetőség a termék minőségének ellenőrzésére. A gyors és átlátható 3D-s mérés alkalmazásfejlesztéséhez nyújt hasznos, könnyen használható megoldást a Modular-X szoftver és a Ranger 3D-s kamera kombinációja.

Ismerje meg a rendszer működését az itt elérhető videóból.

 

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Austria transfers

Média Partnerek