Hoe 6 Sleutelkenmerken Industriële 3D-Scanners In Staat Stellen Moeilijke Omgevingsuitdagingen Te Overwinnen

Eerder deze maand, lanceerde Photoneo de nieuwe generatie PhoXi 3D Scanner met veel significante upgrades. Waarom maakten we deze veranderingen en hoe zullen ze klanten helpen in hun industriële toepassingen? Photoneo's Marcel Svec, Directeur 3D Sensing, en Svorad Stolc, Hoofd van R&D, helpen deze vragen te beantwoorden in het volgende artikel.

Stabiele prestaties in zware industriële omstandigheden

De groeiende behoefte aan slimme automatisering heeft ertoe geleid dat 3D-vision, als integraal onderdeel van vision-guided robotica, continu uitgebreid is in nieuwe markten. Gradueel is 3D-vision toegetreden tot toepassingsgebieden zoals robotbegeleiding, bin picking, geavanceerde objecthantering, depalletisering, padcorrectie, assemblage, kwaliteitscontrole, inspectie, of vormevaluatie.

Deze automatiseringsoplossingen moeten vaak geïmplementeerd worden in uitdagende industriële omgevingen die 3D-vision systemen blootstellen aan stof, vocht, water, omgevingslicht, of hoge, lage, en zelfs variërende temperaturen. Deze factoren stellen eisende eisen aan zowel hardware als de prestaties van 3D-vision systemen. De beste 3D-scandevices moeten grondig geoptimaliseerd zijn en micrometer nauwkeurigheid en hoge resolutie bieden – toch moeten ze ook harde industriële omstandigheden weerstaan om hun hoogste-kwaliteit prestaties in zware omstandigheden te behouden. Er zijn verschillende aspecten die de duurzaamheid van moderne 3D-vision systemen beïnvloeden en helpen hun stabiele en nauwkeurige prestaties in uitdagende omstandigheden te behouden. Waar liggen ze?

Thermische stabilisatie

Om het bereik van mogelijke applicaties uit te breiden en te garanderen dat een 3D-scanner stabiele en betrouwbare prestaties levert niet alleen in hoge of lage temperaturen maar ook onder veranderende thermische condities – wat doorgaans een grote uitdaging vormt voor 3D-vision systemen – moet het een geavanceerd thermisch kalibratiemodel hebben. Deze feature zal u in staat stellen uw scanner in applicaties in te zetten die blootstelling van het apparaat aan werkelijk eisende thermische condities vereisen en de prestaties ervan onbeïnvloed zullen blijven.

Power over Ethernet

Het is vaak het geval dat 3D-scandevices twee verschillende connectors hebben – custom connectors die stroom leveren, en Ethernet of USB connectors die datacommunicatie mogelijk maken. Deze opstelling is duurder, ingewikkelder wat installatie betreft, en het kan ook meer beperkingen opleggen, bijvoorbeeld op de kabellengte.

PoE – Power over Ethernet, is een elegante technische oplossing die zowel data als stroom over een enkele kabel levert. Het biedt veel voordelen die het een voorkeurskeuze maken voor adoptie in industriële omstandigheden. PoE is betrouwbaar, stabiel, en robuust. Het is kosteneffectief in termen van zowel installatie als onderhoud, en ook veilig aangezien het overstroom, onderstroom, en foutbescherming garandeert. PoE biedt grote flexibiliteit aangezien het standaard-gebaseerd is, wat interoperabiliteit tussen verschillende leveranciers garandeert. Een ander voordeel van PoE is dat het gebruikers in staat stelt kabels langer dan 30 m te gebruiken.

Hoewel PoE de voorkeursoptie is, besloten we twee standaarden te ondersteunen om de behoeften van alle klanten te voldoen – dus gebruikers kunnen hun apparaten ook voeden met 24V. Deze alternatief is ook betrouwbaar en veilig, opererend met begrenzingscircuits om te beschermen tegen kortsluitingen. Een ander voordeel is dat 24V hogere ride-through mogelijkheden heeft, wat de apparaten helpt spanningsdips beter te doorstaan. In geval van een ongeluk, is er geen risico op persoonlijk letsel.

IP65: Stofdicht & waterbestendig

Hoge mechanische kwaliteit zorgt niet alleen ervoor dat het apparaat betrouwbaar kan werken in uitdagende omstandigheden zonder schade op te lopen, maar het minimaliseert ook het risico op onnodige service en gerelateerde reparatiekosten. Het universele IP-beoordelingssysteem geeft kopers en gebruikers een heel exacte rekening van hoe veilig het is om een apparaat in specifieke omgevingen en applicaties te gebruiken. De IP-beoordeling bestaat uit twee cijfers. Het eerste cijfer geeft aan hoeveel vaste indringing het product kan aan, en het tweede cijfer geeft de graad van tolerantie tegen water aan.

Industriële 3D-scanners zouden moeten mikken op minimaal IP65. Scanners met deze beoordeling zijn volledig stofdicht en beschermd tegen laag-druk, 6,3 mm waterstralen die vanuit elke richting en onder elke hoek komen. U kunt de scanners dus in stoffige of vochtige hallen gebruiken, zonder u zorgen te maken over vaste deeltjes en vloeistoffen die in de behuizing komen en het apparaat beschadigen. Toch, hoewel dergelijke omgevingen het apparaat niet zullen schaden, zijn ze doorgaans niet optimaal als u hoge kwaliteit en lage ruis scans nodig hebt, aangezien ze de optische condities van de acquisitie significant beïnvloeden.

M12 connectors

M12 connectors zijn de voorkeurskeuze geworden voor industriële applicaties om diverse redenen. Connectors met schroefvergrendeling bieden betrouwbare en veilige verbinding, en hun circulaire ontwerp zorgt voor ongekende robuustheid die het apparaat beschermt tegen stof, vocht, en andere verontreinigingen, maar ook tegen de potentiële effecten van impact, trilling, of temperatuurveranderingen. Een groot plus is ook hun compacte formaat met betrekking tot de toenemende behoefte in industriële applicaties voor miniaturisering van componenten en de steeds groeiende eisen voor stroom- en data-overdracht.

Snelle GPU

Tijd is een kritische factor in 3D-scannen, daarom maakten we significante verbeteringen in dit opzicht ook. Door gebruik te maken van de kracht van NVIDIA Jetson TX2, stelt de nieuwe generatie PhoXi 3D Scanner gebruikers in staat om 40% van de berekeningstijd te besparen, wat 200 ms van de totale scantijd maakt. Dit kan de cyclusduur verkorten of, in het geval van een langere acquisitie, het levert data van hogere kwaliteit en in een kortere tijd dan voorheen. Een ander voordeel van het gebruik van een GPU is dat de berekening op het apparaat draait, wat PC-bronnen bespaart, ruimte latend voor meer gebruikersapplicaties.

Krachtige firmware

Omdat software en firmware onlosmakelijke componenten van elk 3D-vision systeem zijn, was het belangrijk om upgrades in deze gebieden ook te maken. Naast algemene verbeteringen, biedt de firmware nu meer gebruikersinstellingen voor betere controle van het hele scanningsproces. Het komt ook met geüpgradede algoritmen voor omgevingslichtonderdrukking, dankzij welke de 3D-scanners superieure prestaties leveren zelfs in heldere omgevingslichtinstellingen – een factor die doorgaans grote uitdagingen vormt voor 3D-vision systemen.

Een andere grote upgrade betreft reflectiefiltering – de nieuwe, intelligente algoritmen verwijderen artefacten die optreden in gebieden van complexe scènegeometrieën waar de reflectie van geprojecteerde patronen ruis en onjuiste metingen veroorzaken. Dit gebeurt met elk type scandevice dat zijn eigen verlichtingsmethode gebruikt. Dankzij de nieuwe reflectiefilter, elimineren de 3D-scanners onjuiste metingen significant.

Lees meer over omgevingslichtonderdrukking & interreflectiefiltering in een andere blogpost die we voor u voorbereiden.