Smarte Kameras gibt es in vielfältiger Ausführung und die In-Sight Kameras von Cognex bewähren sich seit langer Zeit als robuste und kompakte Kamerasysteme für vielfältige Anwendungen. Ab sofort können nun auch 3D-Sensoren so einfach bedient werden wie die intelligenten Kamerasysteme von Cognex.
Leistungsstarkes 3D-Verfahren
Das In-Sight 3D-L4000 System basiert auf dem Lichtschnitt-Verfahren, wie es auch in unserem allgemeinen Blog-Beitrag zu optischen 3D-Verfahren erklärt wird. Viele 3D-Sensoren verwenden dieses Verfahren, um 3D-Daten von Objektiven zu ermitteln. Das von Cognex entwickelte System kombiniert dieses Verfahren mit einer Smartkamera und schafft somit eine Einheit, die 3D-Daten ganz ohne zusätzliche PC-Hardware erfassen und auswerten kann. Neu ist zudem die patentierte Speckle-freie blaue Laseroptik, durch die 3D-Daten genauer als bisher ermittelt werden können. So können je nach Blickfeld auch Unebenheiten im Bereich von wenigen Mikrometern erfasst werden.
Abbildung 1: In-Sight 3D-L4000 – die Auswerteeinheit ist in das Gehäuse integriert
In-Sight Explorer mit Spreadsheet
Alle intelligenten Kamerasysteme sowie die Sensoren der Reihe In-Sight 2000 lassen sich mit Hilfe des Programms In-Sight Explorer konfigurieren. Mit Hilfe dieses einfach zu bedienenden Programms lassen sich schnell Bildauswertungen erstellen, die sich flexibel an verschiedene Anwendungen anpassen lassen. Bisher musste für die 3D-Auswertung allerdings auf komplexere Software zurückgegriffen werden und die Einrichtung des 3D-Systems war entsprechend aufwändig. Durch die Integration der In-Sight 3D-L4000-Systeme in das Konfigurationsprogramm lassen sich nun auch 3D-Anwendungen schnell und einfach erstellen. Die bekannte Spreadsheet-Oberfläche ist an Microsoft Excel angelehnt und lässt sich ebenso einfach bedienen.
Abbildung 2: 3D-Auswertung mit Spreadsheet-Ansicht
Leistungsfähige 3D-Tools
Die Konfiguration der Auswertung gestaltet sich dank der integrierten 3D-Ansicht sehr einfach. Die 3D-Werkzeuge werden im Programm direkt auf das 3D-Bild platziert. Die Lokalisierung eines Prüfteils erfolgt durch die leistungsfähige 3D-Mustersuche PatMax3D. Diese im dreidimensionalen Raum arbeitende Mustersuche ermittelt die Position des aktuellen Prüfteils im Bezug zu einem vorher eingelernten Referenzteil sehr genau und ermöglicht damit nachfolgenden Auswertungen eine präzise Messung unabhängig von der Objektposition.
Neben den herkömmlichen 3D-Auswertungen wie die Bestimmung der Ebenheit oder die Höhenmessung wurden von Cognex weitere 3D-Tools integriert. Diese ermöglichen die Bestimmung von Kanten und von geometrischen 3D-Formen wie beispielsweise Ebenen, Kugeln und Zylindern sowie die Messung von Abständen und Winkeln zwischen den ermittelten Merkmalen und deren Volumina. Die folgenden Abbildungen zeigen eine Auswahl der Werkzeuge.
Abbildung 3: Mit dem 3D-Blob-Tool können auch unregelmäßig geformte Erhebungen oder Vertiefungen lokalisiert und deren Volumen bestimmt werden.
Abbildung 4: Die Bestimmung von 3D-Kanten ermöglicht eine Spaltmessung.
Abbildung 5: Werden zunächst Ebenen extrahiert, kann in einem weiteren Schritt der Winkel zwischen den Ebenen bestimmt werden.
Abbildung 5: Das Programm enthält auch Werkzeuge zur Bestimmung von Kugeln und Zylindern, welche auch erkannt werden können, wenn die 3D-Daten nicht die gesamte Form darstellen.
Anwendungsbeispiele
Die Anwendungsmöglichkeiten für die dreidimensionale Bildverarbeitung sind vielfältig und reichen von einfachen Lokalisierungsaufgaben wie beispielsweise Pick & Place bis hin zu komplexen Auswertungen mit zahlreichen Messaufgaben. Auch die Prüfung von Oberflächen auf Ebenheit und die Detektion von Fehlstellen wie Vertiefungen und Erhebungen lässt sich mit den In-Sight-3D-L4000 Sensoren durchführen. 3D-Sensoren können viele Aufgaben vereinfachen, die sich mit herkömmlicher 2D-Bildverarbeitung nur schwer lösen lassen. Darunter zählen beispielsweise Verschlussprüfungen, die Prüfung des Füllstands opaker Behälter, die Vollständigkeit von Verpackungen sowie die Inspektion von Kleberaupen auf Vollständig, Höhe, Breite und Volumen.
Abbildung 7: Mittels 3D-Sensoren lassen sich beispielsweise Fehlstellen wie Dellen erkennen sowie Kleberaupen auf Vollständigkeit, Breite, Höhe und Volumen prüfen.
