Un sistema di visione 3D per tutti i casi

L’innovativo sistema di visione 3D apre nuove possibilità per l’ispezione automatizzata

Pubblicato il 5 maggio 2021

Quando si tratta di ispezionare parti, gli utenti possono scegliere tra diverse tecnologie consolidate. Se la decisione viene presa a favore della visione artificiale, sorge la domanda: avete bisogno di un’ispezione in 2D o 3D?  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.

Ci sono due ragioni per questo. 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 di costi. L’ispezione con visione tridimensionale era semplicemente troppo costosa e complicata per la maggior parte delle aziende, e c’erano anche pochi strumenti di visione che lavoravano con vere immagini 3D. Quindi, era necessario installare un PC aggiuntivo per risolvere effettivamente l’applicazione, con conseguente aumento significativo dello spazio e dei requisiti di programmazione.

La seconda ragione: l’ispezione 2D con una smart camera funziona in modo molto robusto e con grande facilità d’uso. Perciò, in molti casi, non c’è o non c’era la reale necessità di effettuare la costosa e difficile transizione a un sistema di ispezione 3D.

Nuove possibilità per l’ispezione automatica in 3D
Questa situazione sta cambiando con l’introduzione del sistema di visione In-Sight 3D-L4000 di Cognex, specialista della visione artificiale. Questa esclusiva smart camera consente agli ingegneri di risolvere una serie di applicazioni di ispezione in linea, guida e misurazione su linee di produzione automatizzate in modo rapido, preciso ed economico. Offre una suite completa di veri strumenti di visione 3D, di facile utilizzo come 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.

L’ottica del laser blu fa la differenza
Gli utenti che elaborano immagini 3D, hanno un problema frequente: tipicamente, i sistemi di imaging 3D lottano con “speckle” – effetti di luce che si verificano quando la luce laser viene diffusa dalla superficie della parte 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 solo stimare dove si trova il laser. Fino ad oggi, nessun sistema 3D è in grado di eliminare lo speckle e quindi di produrre immagini di qualità sufficiente per eseguire applicazioni affidabili di ispezione in 3D.

Tuttavia, il tipo di laser usato nell’In-Sight 3D-L4000 è un progresso tecnico significativo nell’imaging basata sul laser – e una ragione per gli eccellenti risultati ottenuti. Il 3D-L4000 elimina lo speckle utilizzando un laser speciale blu. Come risultato, l’imager vede una linea laser chiara, con il risultato di immagini 3D più accurate. Inoltre, il laser fornisce la propria illuminazione sia per le immagini 3D che 2D – il sistema non richiede alcuna luce esterna.

Impostazione ed esecuzione intuitiva dell’applicazione su vere immagini 3D a nuvola di punti

A bordo: elaborazione intelligente su immagini reali di nuvole di punti 3D
Nella maggior parte dei sistemi di visione 3D “tradizionali” basati sul laser, la testa del laser cattura un’immagine che viene inviata a un PC per l’elaborazione. Allo stesso tempo, 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 per applicazioni molto complesse.

In-Sight 3D-L4000, invece, ha la sua potenza di elaborazione incorporata. Questo permette agli strumenti di visione di 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 da 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 sul laser. Il 3D-L4000 elimina le macchie utilizzando uno speciale laser blu. Di conseguenza, il riproduttore d’immagini vede una linea laser chiara, che si traduce in immagini 3D di maggiore 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, il 3D-L4000 rileva anche i difetti più piccoli e può effettuare misurazioni precise

Impostazione intuitiva con strumenti avanzati di ispezione 3D – senza competenze di programmazione
Un’altra nuova 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, sono richiesti per la configurazione e l’elaborazione rendono finalmente l’imaging 3D basato sul laser un’opzione praticabile e conveniente. Gli ingegneri dell’automazione ora hanno davvero la possibilità di scegliere tra 2D e 3D.

Janina Guptill, Senior Marketing Communications Specialist, Cognex Germany Inc.



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