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機械および植物の産業用画像処理

pepperl20419技術記事

この新しい開発の当初のアイデアは航空機産業から来ています。 そこでは、レーザースキャナーによる高分解能3D測定は、例えばコンポーネントを正確に接続するために使用されます。 Pepperl + Fuchsの は、ハノーバーメッセでの業界4.0の意味での応用に対するこの技術の可能性を示し、そして測定の別の次元を活用しました。

2018はLufthansa TechnikとPepperl + Fuchsをハンブルグに3d.aero GmbHで設立しました。 この合弁事業の目的は、航空機業界向けの新しい自動化ソリューションを開発し、生産のデジタル化を推進することです。 とりわけ、焦点は光学測定装置の用途にある。 例えば、複数のデバイスを光学的飛行時間測定技術と組み合わせて、部品とその位置の3D画像を作成し、このデータに基づいて高精度の自動組立を可能にすることができます。 同じ技術を使用してペイントロボットを制御したり、乗客用の橋を車のドアの前に配置したりできます。 アーチ型の船体のために、それらの正確なアプローチは些細なことではありません。 同時に、厳格な安全規制のため、小さな衝突は確実に防止されなければなりません。

業界向けのコネクテッドカスタマイズ4.0

pepperl30419このようなアプリケーションの経験から、業界の3という意味でのオブジェクトの4.0D検出を継続し、その情報の可能性を網羅的に網羅するという本来の衝動が生まれました。 トライアル版として、展覧会の展示「Connected Customization」が作成されました。そこでは、見本市への訪問者は「オブジェクト」として利用可能になります。 これは最初に以下の6つの光学距離センサのPRT法を使用しています レーザーシリーズR2000 検出されました。 各センサーは対象を2Dスキャンし、測定データは3D点群にマージされます。

パルスレンジング技術と360°回転

R2000センサーを使用するPulse Ranging Technology(PRT)は、真の飛行時間技術です。 レーザダイオードは、わずか数ミリメートルのビーム径で光パルスを放射します。 反射時間から、スキャナは正確な距離を計算します。 パルスは高いエネルギー密度を有し、それに対応して明確で正確な信号を送る。 これは、反射、強い外光、暗い、反射率の低い対象物など、邪魔な影響がある場合でも同じです。 デバイスは1秒あたりの250.000距離読み取り値をコントローラに送信します。

Pulse Ranging Technologyの利点は、360°測定モジュールの回転によって補完されます。 これは固定軸上を一周し、実質的に角度ずれのない均一な走査面を作り出す。 したがって、このセンサーは完全な視認性だけでなく、最大0,071°の角度分解能も達成します。 その回転周波数は最大30 Hz、測定レートは最大54 kHzに達することができます。 動いている物体や非常に小さい物体も確実に検出します。 R2000センサーは、衝突防止、無人搬送車の走行距離監視、または表面近くの物体の検出に広く使用されています。 いくつかの装置を組み合わせることによって、三次元輪郭の正確な画像を得ることができる。

四次元

昨年、展示は拡大されました。 センサーに加えて、追加のカラーカメラが取り付けられた。 それらの画像は、明るさ、色、およびコントラストの画像情報で距離データを補完します。 このデータは、3Dイメージに追加してさまざまなタスクを達成するための価値を追加できる「4次元」を例示しています。 カメラの代わりに、温度スキャナのような他の装置を追加することができる。 高解像度の温度プロファイルを作成したり、温度プロファイルを追跡したりするために使用できます。

ただし、測定値の割り当てには、正確な3Dキャリブレーションを含む、関連するセンサーの組み合わせが決定的な前提条件です。 このようにして初めて、データを意味のある全体像にまとめることができます。 ポイントクラウドは、Pepperl + Fuchsの子会社NeoceptionのNeo Neonクラウドで世界中からアクセス可能です。 データは、標準形式のPoint Cloud Data(PCD)で提供されています。 PCD文を処理するためのツールはインターネット上で利用可能です。

スマートフォンですぐに使える

pepperl10419見本市の展示は世界規模のデータアクセスと最初の使用法を示しています。訪問者はすぐに自分のスマートフォンで自分の3D画像を見ることができ、可視化はアプリストアから取得できる拡張現実アプリを引き継ぎます。 データにアクセスするために、QRコードがスキャンされ、アプリで展示物の位置マーカーがスキャンされます。 この実験に参加する人は、3Dでカラーで自分のモバイルデバイスの四方から自分自身を見ることができます。 見本市の外観によっては、他の可能性もありました。たとえば、プレキシグラスで3D画像を作成したり、見本市雑誌の個別版のタイトルページに3Dモデルとして印刷したりすることです。 もちろん、同じデータを生産または物流プロセスへの投入に使用することもできます。

展示されているConnected Customizationの全体的な配置は、産業用4.0アーキテクチャの3つの基本要件を満たしています。 関連するデバイスの統合は、水平方向にネットワーク化された基盤を提供します。これは、被写界深度の広い現実を表しています。 第二に。 インターネット上で標準化されたデータを提供することで、垂直ネットワーキングが実現されます。 第三に。 これにより、メディアを中断することなく、一貫したエンジニアリングプロセスの前提条件が生まれます。 データの情報の深さは、機械制御、3D印刷、ナビゲーションなどの非常に複雑なアプリケーションのための非常に微調整されたソリューションを可能にします。 また、バッチサイズ1との差別化された個別の生産も可能です。

コネクテッドカスタマイズ - まとめ

展示されているConnected Customizationは、高品質のセンサーを使用して、実際に焦点の合った多次元画像をリアルタイムで作成する方法を示しています。 累積測定データは、統合エンジニアリング用にも自動化製造プロセス用にも水平方向と垂直方向にネットワーク化されており、標準的なデータ形式で世界中に提供されています。 それらは、Industry 4.0およびIoTの意味での用途に制限なく使用できます。


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