Témakör:
Optikai 2D és 3D méret- és minőség-ellenőrző eszközök
Megjelent: 2016. május 04.
Napjainkban minőségi termékekkel lehet igazán piacot szerezni és fejlődni. Ez az oka, hogy a minőségellenőrzés egyre inkább előtérbe helyeződik, és régiónk egyik igazi perspektívája a kiéleződött árversenyben. Mivel az olcsó munkaerő tekintetében számos ország előnyben van hozzánk képest, hosszú távon a minőségi gyártás az, amiben reálisan versenyezni tudunk más országokkal, térségekkel szemben.
Bevezetés
A kis- és közepes sorozatú gyártás a legelterjedtebb – és sokszor a leggazdaságosabb – az egyre gyorsuló termékváltások miatt. A nagy sorozatú gyártásra tervezett, teljesen automatizált gyártósorok egyre kisebb részt képviselnek a gyártásban. A modern gyárakban a gyártásütemezés és a rugalmasan kapcsolódó gyártószigetek kerülnek előtérbe. A kkv-k is tipikusan a kis és közepes sorozatú gyártásra alkalmasak. Ezért is fontos szempont a minőség-ellenőrző rendszerek gyors újrakonfigurálhatósága és egyszerű kezelhetősége.
Click N Test: automatikus 2D-ellenőrzés
A közepes sorozatú terméket 2D-s, automatikus méret-ellenőrzésére alkalmas „Click N Test” mérőeszköz kalibrált kamerával és bi-telecentrikus optikával rendelkezik. Ez a felső DOME és alsó háttér-megvilágítás kombinációjával nemcsak 2D-s méreteket, hanem a kamera felé eső felületeken keletkező hibákat is képes észlelni. A rendszer alkalmas különböző felbontású kamera (5…18 Mpixel) és több bi-telecentrikus optika kezelésére, ezáltal az optikai felbontás és a látótér változtatható. Tipikus látótérméret a 80×60 mm, de a rendszer ennél nagyobb és kisebb látóterű optikákkal is használható. Az optikai méréseket a Modular-X szoftverrel lehet könnyen betanítani és futtatni. Nem kell hozzá programozási tudás, használata gyakorlatilag 1-2 nap alatt elsajátítható. A mérőrendszert úgy is be lehet állítani, hogy automatikusan felismerje a terméket és elvégezze a kijelölt méréseket, tehát az operátornak még valamiféle indítógombot sem kell megnyomnia a mérés elvégzéséhez.
A Click N Test DTM-kódolt terméket azonosít
Click N Test mérőeszköz
Automatikus dokumentálás
A Click N Test képes a termékeket azonosítani vonalkód és DTM-kód alapján, ezért a mérés során a termékhez tartozó méreteket egyedi azonosítóval adatbázisba tudja menteni. Ha a termék nem rendelkezik egyedi azonosítóval, úgy a mérési eredményeket időbélyeggel látja el.
SANXO-Scope HD digitális video mérőmikroszkóp
A szemrevételezést segítő, illetve pontos méret-ellenőrzésre használható eszköz a SANXO-Scope HD digitális videomikroszkóp . Tipikus alkalmazási területe a kis sorozatú gyártás, ahol főleg kisméretű alkatrészek, elektronikai panelek, NyÁK-lapok ellenőrzését végezheti. A tiszta, éles, full HD-képet adó mérőeszközben egy kítűnő német kamera, egy japán optika és a korszerű képfeldolgozás előnyei egyesülnek. Egy hagyományos mikroszkópot – az optikán történő betekintés miatt – meglehetősen kötött testhelyzetben lehet csak használni, amely fárasztja a szemet, és jelentős fizikai igénybevételt is jelent a felhasználó számára. A digitális technológiával ellátott mikroszkópoknál azonban a kép optimálisan elhelyezhető monitoron jelenik meg úgy, hogy maga a leképezett tárgy is a perifériás látásba esik. Ezekkel a tulajdonságokkal még huzamos idejű monoton munkavégzésnél sem keletkezik a felhasználó egészségét negatívan befolyásoló hatás.
A SANXO-Scope HD digitális video-mérőmikroszkóp
2D-mérés, funkciók és feliratozás
A legtöbb munkafolyamatban a szemrevételezésen kívül dokumentálni is kell a látottakat, illetve a termék mérethelyességét – mint a minőséget alapvetően meghatározó tulajdonságot – ugyancsak ellenőrizni kell. Ezek a funkciók egy-egy gombnyomással elérhetők, és a képeket időbélyeggel, feliratozva menti a rendszer. Az összes funkció – mint a zoomolás, a fókuszálás, a képmozgatás, a kalibrálás, a mérés és a jelölés – az egér használatával, ergonomikusan kezelhető.
Dokumentációra alkalmas, méretekkel és annotációval ellátott 2D- kép
A SANXO-Scope HD kezelőfelülete: feliratozás eszközpalettája
Gyorskalibráció 2D-s és 3D-s méréshez
A kamerák kalibrációja a méretellenőrzés elengedhetetlen feltétele. Ha a kamera tárgytól mért távolsága vagy az optika változik, akkor újra kell kalibrálni a rendszert. Ha ez egyszerű és gyors, a mérőrendszert rugalmasan, több feladatra és több beállításban lehet használni. Mára már számtalan jól bevált algoritmus létezik, amelyek a kamerás mérőeszközök nagyobb pontosságú használatát garantálják, ezáltal a rendszer alaposabb minőség-ellenőrzésre alkalmas. A 2D-s kalibrációs módszerek egyik legnépszerűbbjéhez sakktáblamintát használnak.
Az algoritmus felismeri a mintát, és automatikusan kalibrálja a síkot, ahol a kalibrációs kártya fekszik. A 3D-mérésnél nemcsak a 2D-s méreteket, hanem a Z-tengely menti léptéket is kalibrálni kell. Erre használják a lépcsős etalont amit ugyancsak automatikusan ismer fel a rendszer.
A felhasználónak ehhez az eljárásához mindössze egy kalibrálókártyát vagy kalib-rálóetalont kell elhelyeznie a munkafelületen. A képfeldolgozó algoritmus egy kattintás után, mindössze pár másodperc alatt létrehozza a kalibrált állapotot, amely már pontos geometriai mérések elvégzését teszi lehetővé.
Sakktáblamintás 2D-kalibrációs kártya
Lépcsős etalon 3D-kalibrációhoz
Nagy mélységélességű képalkotás (image stacking)
A fókuszsorozat-kép (közkeletű angol szakkifejezéssel az image stacking) egy képfeldolgozási eljárás, amelynek elsődleges célja a nagy mélységélességű kép készítése, illetve a mélységinformáció kinyerése. Ehhez olyan mikroszkópra van szükség, amelynek fókusztávolsága finom lépésekben, számítógéppel vezérelhető. A „mélységgel” is rendelkező, 3D-tárgyról sorozatfelvétel készül, amelynek képeihez a mikroszkópot kismértékben eltérő fókusztávolságra állítják be. A folyamat eredménye egy olyan képsorozat, amelynek mindegyikén a képhez tartozó fókusztávolság mélységében látható réteg éles. Az éles képrészekből – digitális feldolgozással – a tárgy nagy mélységélességű képét állíthatjuk elő.
Egyszerű képfelvétel és image stacking-technikával készült, nagy mélységélességű kép (felül) összehasonlítása
3D-s képalkotás
A testek háromdimenziós letapogatásának a vonallézeres profilozástól a sztereo passzív, illetve a struktúrált fényen alapuló módszeren keresztül, a ToF-kamerákig[1] számtalan módja van. Az apróbb tárgyak feltérképezésénél az eszközök fizikai dimenziói miatt előnyös a fókuszsorozattal készített 3D-s pontfelhő, mint a méretek meghatározásának hatásos módszere. Nagy nagyításnál az optikák mélységélessége csökken, és a kevesebb fényt nagyobb aperturával engedi be az optika. Változtatható mélységélességű optikával – kalibrálás után – a felületi pontok pontos magasságát is meg lehet határozni. A mélységkép alkalmazásával, a képsorozat releváns részeit textúraként felhasználva a megfigyelt tárgy 3D-modellje is elkészíthető. Az így keletkezett, mérethelyes felületmodellen ezután 3D-s méréseket lehet végrehajtani.
A nagy mélységélességű képből előállított 3D-modell
[1] ToF (Time of Flight) olyan mérési módszer, amely a leképezett tárgy pontjainak a képátalakító eszköztől mért távolságát a fény terjedési („repülési”) idejének különbségéből határozza meg.– A szerk. megj.
Tóth Sándor – SANXO
SANXO-Systems Finn-Magyar
Méréstechnikai és Automatizálási Kft.
1221 Budapest, Arany J. u. 87/B, Tel: 06 30 327 1100
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát. , web: www.sanxo.eu
Még több SANXO
Címkék: SANXO | méretellenőrzés | kalibráció | image stacking |