製品活用例

3D精准在线缺陷检测

适用于制造业的高效在线缺陷检测


适用于制造业的高效在线缺陷检测

质检系统对产品制造商而言至关重要,它是提高效率和透明度的重要工具。未来的工厂将会产生越来越多的测量数据。通过这些数据,质检系统可更快地确定部件之间复杂的关联性,获得有价值的数据,然后按顺序对这些数据进行处理,以避免再次出现误差。随着“工厂4.0”的发展,制造业的质量标准也在不断提高。

应用

适用于制造业的高效在线缺陷检测
val-IT Flex检测单元

科技公司senseIT专注于开发全自动3D检测单元。该检测单元可直接用于生产线上,提高了产线的自动化程度,节省了大量的时间和成本。在线检测单元的核心部件为:Ensenso立体3D相机。它们能在30秒内以极高的精度完成对复杂部件的近距离检测。该系统可检查并验证尺寸为鞋盒大小的组装产品的完整性,且故障检测准确度极高,软件信号偏差不到0.1毫米。对于在生产或运输过程中可能出现的各类缺陷,包括:损坏或缺失部件、变形、加工材料、孔隙或毛刺过多等,检测偏差均控制在该范围内。

“在开发3D检测单元val-IT Flex的过程中,我们充分利用了3D度量法的优点。为此,我们安装了三台Ensenso立体3D相机。得益于该相机所采用的3D技术,我们能够将检测偏差控制在0.1毫米内。这比人眼检查精准多了。”senseIT软件工程师Anouar Manders说。

val-IT Flex单元由一个转盘和三台Ensenso N35 3D相机组成。待测部件放置在直径为440毫米、高240毫米的转盘上,相机从各个角度捕捉部件的数据。在部件按预定程序旋转360°后,相机便可生成高清点云模型。相机会以不同的积分时间捕捉物体图像,以合理地利用部件属性的偏差。

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纹理投光器示例

Ensenso 3D相机采用模拟人类视觉的立体视觉技术。每部Ensenso相机包含两个2D IDS相机,以便从不同的位置捕捉场景图像。尽管这两个相机面对的是相同的场景,但由于投射角度不同,在它们各自捕捉的场景图像中,物体位置会有所不同。系统会采用特殊匹配算法对比这两张图像,搜索对应的点,并在视差图中呈现所有的像点位移。然后根据视差图计算深度信息,最后得出点云模型。

Ensenso相机的强光型投光器确保相机可尽可能精准、快速、可靠地捕捉待测部件的图像。纹理映射确保相机即使在光照不足的情况下也能捕捉光滑或反光表面物体以及弱结构物体的高对比度图像,且这反过来还可提高匹配的准确度。

此外,FlexView技术将部件表面投射纹理的偏移控制在最低水平,尽管该部件的附属结构各异。压电元件用于移动图案掩模,以抵消光束造成的物体纹理偏移。采用不同结构对同一场景捕捉的多张图像合并为一张图像,这会增加像素数量,进而提高图像分辨率。相机检测到的所有点整合为一个完整的高清3D模型,即所谓的“点云”模型。

适用于制造业的高效在线缺陷检测
val-IT Flex直观的用户界面

随后,val-IT Flex检测单元会将此模型与产品的CAD参考模型和投影进行对比。senseIT使用MVTec HALCON图像处理库的3D机器视觉算法来获取和处理点云模型。此外,该公司还开发了特殊测量和处理算法,并通过扩展包将其整合到HALCON中。硬件加速程序将总处理时间控制在30秒内。

最后,目标部件的所有数据都会以直观的方式呈现在用户界面上。这些数据可能会存在一定的偏差。系统会按批、产品编号或时间段显示偏差。用户可轻松快捷地查看扫描部件中是否存在反复出现的误差,以及在生产或运输过程中出现了哪些误差,从而快速采取行动,对生产或运输过程做相应地调整。

已验证部件的所有信息都存储在大型数据库中。因此,val-IT Flex能够进行统计分析,提供生产过程中重复出现的误差的详细信息。分析结果将清晰呈现在安全的在线门户上。系统还会实时显示已检测到的缺陷的相关信息,从而缩短了反馈时间,提高了后续工艺流程的交付质量。深入分析重复出现的误差能够帮助优化整个生产过程,从而大大降低质量成本、人力成本和质量不达标而导致的罚款。此外,用户还可轻松直观地使系统学会新的或改良的部件处理方法,并设置容许误差,以便将产品转换时间降至最低,使系统得到高效利用。仅需几年时间,用户便可实现投资回报。

适用于制造业的高效在线缺陷检测

借助全自动在线缺陷检测节省宝贵时间、提高生产率

该检测单元的另一优势是:扫描及验证过程均已实现全自动化,无需任何人工操作,从而避免了因工人疲劳或分神而导致的人为误差。全自动在线检测加快了测量速度,节省了宝贵时间,并且由于故障在早期即会被检测到,因而生产率也得到大大提升。工厂可在早期对生产过程进行调整,避免出现产品缺陷。在大批量生产过程中,这一点尤为重要。借助Ensenso 3D视觉技术和MVTec HALCON软件,senseIT在线检测单元可直接在现场对产品进行实时诊断,不仅节省空间,而且简便迅捷。

Ensenso N35相机尤其适用于直立物体的3D检测,其工作距离高达3000毫米,焦距范围为6~16毫米。该款相机已经过预先校准,并配有MVTec HALCON接口和以对象为导向的API(C++、C#/ .NET)。Ensenso 3D相机的高精度数据采集以及在验证物体时进行的后续图像处理能极大提高后续生产流程中的产品质量。

 

总结

Ensenso技术(立体视觉)实现了前所未有的在线处理速度和准确度。经优化的质量控制流程可极大降低未来工厂的质量成本:质量控制4.0即是凭借SenseIT和Ensenso立体3D相机实现智能自动化。

Ensenso N35 一目瞭然。精准高速的3D视觉

Ensenso N35
  • GigE介面 - 多功能灵活
  • 精巧坚固的铝制外罩
  • IP65/67
  • FlexView 投影器/ 捕捉静止的物体
  • 全局快门CMOS传感器以及图案投影器,有蓝光或是红外LEDs
  • 最快帧数(3D):10/每秒 (2xBinning:30) 以及視差數64
  • 最快帧数(offline processing):30/每秒 (2xBinning:70) 以及視差數64
  • 最大工作距离3,000毫米(N35) 可变动的视野范围
  • 在多重相机模式下输出集成过的3D point clouds(点位置资讯)
  • 集成的FlexView技术,困难的物体表面也可以得到更精準地点云图以及3D数据
  • 复数视角组成的即时3D point clouds(点位置资讯)
  • 使用纹理投影立体视觉处理技术捕捉没有纹理的物体表面的影像
  • 捕捉静态跟动态物体
  • 可免费下载对应Windows 以及Linux的驱动程式以及API
  • 单一版本软件包支援 USB 以及GigE的型号
  • HALCON, C, C++以及 C# 樣本程式(原始碼提供)
  • 出厂前校正,安装设定更简单
  • 通过视觉校正板来集成机器手臂视觉的校正集成功能
  • 在软体上近一步集成uEye 工业相机,可以捕捉额外的色彩资讯或条码
  • 通过 Subsampling 跟 binning 可以获取弹性较大的资料跟帧数

客户: senseIT

Technology company senseIT

senseIT是一家荷兰科技公司,专注于开发和生产全自动3D检测单元,用于在车间进行在线三维质量检测和/或测量。

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