Tutto in uno: In-Sight 3D-L4000 semplifica le ispezioni 3D con l’elaborazione delle immagini già integrata nel sistema.
Un innovativo sistema di visione 3D, firmato Cognex, apre nuove possibilità nell’ispezione automatizzata. La nuova tecnologia assicura qualità delle immagini, sviluppo semplificato delle applicazioni e una vasta gamma di strumenti 3D.
di Janina Guptill (*)
Quando si tratta di ispezionare particolari diversi tra loro, gli utenti possono scegliere tra alcune tecnologie consolidate. Se la decisione viene presa a favore della visione artificiale, sorge spontanea la domanda: è necessaria un’ispezione in 2D o 3D? E, conseguentemente, il quesito: quanto sforzo è richiesto per implementare la rispettiva soluzione?
A seconda dell’applicazione, un sistema 2D collaudato è spesso la prima scelta, anche se i vantaggi (teorici) dell’elaborazione delle immagini 3D possono essere evidenti.
Due le ragioni prioritarie che inducono a tale scelta. La prima: finora non esisteva un sistema di visione 3D che soddisfacesse i requisiti della maggior parte delle applicazioni di ispezione in termini di facilità d’uso e costo. L’ispezione con visione tridimensionale era semplicemente troppo costosa e complicata per la maggior parte delle aziende, e sul mercato si potevano trovare pochi strumenti di visione che operavano con vere immagini 3D. Era quindi necessario installare un PC aggiuntivo per risolvere effettivamente l’applicazione, con un conseguente aumento significativo dello spazio e dei requisiti di programmazione.
La seconda ragione? L’ispezione 2D con smart camera funziona in modo robusto e con grande facilità d’uso: in numerosi casi, dunque, Perciò, non non c’era – o ancora non c’è – la reale necessità di effettuare una costosa e difficile transizione a un sistema di ispezione 3D.
NUOVE POSSIBILITÀ PER L’ISPEZIONE 3D
Questa situazione è mutata con l’introduzione del sistema di visione In-Sight® 3D-L4000 di Cognex, specialista in visione artificiale. Questa esclusiva smart camera consente agli ingegneri di risolvere una serie di applicazioni ispettive in linea, guida e misurazione su linee di produzione automatizzate in modo rapido, preciso ed economico.
La soluzione offre una suite completa di veri strumenti per la visione 3D di facile utilizzo, come per i tool di visione 2D collaudati da Cognex, grazie al familiare e robusto ambiente di sviluppo In-Sight Spreadsheet. Inoltre, l’ottica brevettata del laser blu è una novità assoluta per il settore e consente l’acquisizione di immagini 3D di alta qualità.
Impostazione ed esecuzione intuitiva dell’applicazione su vere immagini 3D a nuvola di punti.
L’OTTICA DEL LASER BLU FA LA DIFFERENZA
Gli utenti che elaborano immagini 3D hanno frequentemente un problema: tipicamente, i sistemi di imaging 3D si scontrano con il fenomeno “speckle”, effetti di luce che si verificano quando la luce laser viene diffusa dalla superficie della parte analizzata verso il sistema di imaging. Lo “speckle” è un problema comune nei sistemi di visione 3D esistenti, perché cambia il risultato dell’immagine acquisita, riducendone la precisione. Il sistema può infatti solo stimare dove si trova il laser. Finora, nessun sistema 3D è risultato in grado di eliminare lo “speckle”, producendo immagini di qualità sufficiente per eseguire applicazioni affidabili di ispezione 3D.
Tuttavia, il tipo di laser usato nell’In-Sight 3D-L4000 è frutto di un progresso tecnologico significativo nell’imaging basata su laser, da cui gli eccellenti risultati ottenuti. In-Sight 3D-L4000 elimina lo “speckle” utilizzando un laser speciale blu. Quale risultato, l’imager vede una linea laser chiara, con immagini 3D più accurate; inoltre, il laser fornisce l’illuminazione propria sia per le immagini 3D che 2D: il sistema non richiede infatti alcuna luce esterna.
NUVOLE DI PUNTI 3D
Nella maggior parte dei sistemi di visione 3D “tradizionali”, basati su laser, la testa del laser cattura un'immagine che viene inviata a un PC per l’elaborazione. Allo stesso tempo, i sistemi offrono una selezione limitata di strumenti, la maggior parte dei quali può essere utilizzata solo per la semplice misurazione dell’altezza. La dipendenza dalla programmazione del PC rende le ispezioni 3D convenienti solo in applicazioni molto complesse.
In-Sight 3D-L4000, invece, ha la propria potenza di elaborazione incorporata e questo permette agli strumenti di visione d’eseguire vere ispezioni 3D a nuvola di punti, senza la necessità di un controller esterno o di un software di terze parti basato su PC. Un bel vantaggio aggiuntivo è che, con l’elaborazione integrata, l’analisi delle immagini può essere completata in un tempo molto breve.
In passato, l’ispezione visiva 3D era difficile da capire e usare. La maggior parte dei sistemi esistenti trasforma i dati 3D in immagini 2D. Così facendo, l’altezza di un punto è rappresentata come una scala di grigi. Quindi, per capire le informazioni sull’altezza si usa una rappresentazione a colori dell’immagine 3D rasterizzata nell’immagine 2D. In questa rappresentazione, è molto difficile vedere ed elaborare con successo le sfumature della parte 3D. Un metodo comune è quello di convertire una sezione dell’immagine 2D rasterizzata in un profilo di altezza 1D.
Tuttavia, il tipo di laser utilizzato nell’In-Sight 3D-L4000 rappresenta un significativo progresso tecnico nell’imaging basato su laser. In-Sight 3D-L4000 elimina le macchie utilizzando uno speciale laser blu. Di conseguenza – come sopra detto –, il riproduttore di immagini vede una linea laser chiara, che si traduce in immagini 3D di maggior precisione. Inoltre, il laser fornisce la propria illuminazione sia per le immagini 3D che per le immagini 2D: il sistema non richiede alcuna luce esterna.
Nell’ispezione delle saldature sui tubi in gomma, 3D-L4000 rileva anche i difetti più piccoli e può effettuare misurazioni precise.
IMPOSTAZIONE INTUITIVA
Un’altra caratteristica di In-Sight 3D-L4000 è l’uso dell’intuitiva interfaccia di sviluppo In-Sight Spreadsheet per impostare ed eseguire rapidamente e facilmente applicazioni 3D senza bisogno di programmazione o di elaborazione esterna. Semplifica lo sviluppo delle applicazioni e snellisce l’integrazione in fabbrica con una serie completa di funzioni di I/O e di comunicazione. Permette anche di combinare strumenti di visione 2D e 3D nella stessa applicazione, con il risultato di implementazioni più rapide.
In-Sight 3D-L4000 include tutti i tradizionali strumenti di misurazione 3D che ci si aspetta da un sistema di visione 3D, come la determinazione del piano e dell’altezza. Inoltre, ha un set completo di strumenti di visione 3D come PatMax3D, Blob3D, 3D Geometry e molti altri, progettati da zero per le ispezioni in uno spazio 3D reale. Questo rende facile misurare o identificare parti o irregolarità sulla superficie, così come spazi vuoti, bordi e angoli, anche per parti con geometria complessa come pistoni o cerniere.
UNA VASTA GAMMA DI APPLICAZIONI
I progressi tecnici e le caratteristiche user-friendly del nuovo 3D-L4000 lo rendono ideale per una vasta gamma di applicazioni in diversi settori, tra cui quello alimentare e delle bevande, dei prodotti di consumo, dell’imballaggio, automobilistico, dei dispositivi medici e dell’elettronica. La sua grande facilità d’uso e il fatto che nessun PC esterno, e quindi nessuna abilità di programmazione, siano richiesti per la configurazione e l’elaborazione rendono finalmente l’imaging 3D basato su laser un’opzione praticabile e conveniente. Gli ingegneri dell’automazione ora hanno davvero la possibilità di scegliere tra 2D e 3D. ©TECNeLaB
(*) Janina Guptill, Senior Marketing Communications Specialist di Cognex Germany Inc.