3D-data med fjärde dimensionen för industrin 4.0 från kvantitet 1

BILDVERARBEITUNG

Detaljer: Släppt: 11.04.2019; Senast uppdaterad: 08.08.2023; Träffar: 5470

Den ursprungliga tanken på denna nya utveckling kommer från flygindustrin. Där används höghastighets 3D-mätning med laserskannrar för exakt anslutning av komponenter, till exempel. Pepperl + Fuchs visade potentialen för denna teknik för applikationer i betydelsen av industrin 4.0 och förde en annan måttdimension i spel.

2018 grundade Lufthansa Technik och Pepperl + Fuchs tillsammans i Hamburg 3d.aero GmbH. Syftet med joint venture är att utveckla nya automatiseringslösningar för flygindustrin och att främja digitaliseringen av produktionen. Fokus ligger bland annat på applikationer för optiska mätanordningar. Exempelvis kan flera enheter kombineras med optiska mätmetoder för tid för flygning för att skapa 3D-bilder av komponenter och deras monteringsplatser och använda dessa data för att möjliggöra automatiserad montering med hög precision. Samma teknik kan användas för att kontrollera färgrobotar eller för att placera passagerarbron framför bildörren. På grund av det välvda skrovet är deras exakta strategi inte en triviell uppgift. Samtidigt måste små kollisioner pålitligt förhindras på grund av de strikta säkerhetsföreskrifterna.

Ansluten anpassning för bransch 4.0

Erfarenhet av sådana applikationer gav upphov till den ursprungliga drivkraften att fortsätta 3D-förvärvet av objekt i betydelsen av Industry 4.0 och att uttömmande utnyttja deras tekniska möjligheter, även på informationsnivå. Mässutställningen "Connected Customization" skapades som en testversion, där mässbesökare gör sig tillgängliga som ett "objekt". Detta registreras först av sex optiska avståndssensorer från laserserien R2000 med PRT-metoden. Varje sensor skapar en 2D-skanning av testpersonen, och mätdata kombineras sedan för att bilda ett 3D-punktmoln.

Pulse Ranging Technology plus 360 ° rotation

Pulse Ranging Technology (PRT), som använder R2000-sensorerna, är en riktig tid för flygningsteknik. En laserdiod avger ljuspulser med en stråldiameter på bara några millimeter. Från reflektionstiden beräknar skannern det exakta avståndet. Pulserna har en hög energitäthet och ger motsvarande tydliga och exakta signaler. Detta gäller även med störande påverkan som reflektioner, starkt främmande ljus eller mörka, dåligt reflekterande målobjekt. Enheten överför 250.000 avståndsavläsningar per sekund till regulatorn.

IFM avståndssensor Avståndssensor med snabb mätmetod

Fördelarna med Pulse Ranging Technology kompletteras av rotationen av mätmodulen 360 °. Detta cirklar på en styv axel och skapar ett enhetligt avsökningsplan utan praktiskt taget ingen vinkelavvikelse. Således uppnår sensorn inte bara fullständig sikt, utan också en vinkelupplösning upp till 0,071 °. Rotationsfrekvensen kan nå upp till 30 Hz, mätfrekvensen upp till 54 kHz. Den upptäcker tillförlitligt även rörliga föremål och mycket små föremål. R2000-sensorer används ofta för kollisionsskydd, områdesövervakning i automatiserade guidade fordon eller för att upptäcka föremål nära en yta. Genom att kombinera flera anordningar kan en exakt bild av tredimensionella konturer erhållas.

Fjärde dimensionen

Förra året utökades utställningen. Förutom sensorerna monterades ytterligare färgkameror. Deras bilder kompletterar avståndsdata med bildinformation om ljusstyrka, färg och kontrast. Dessa data exemplifierar en "fjärde dimension" som kan läggas till i 3D-bilden och lägga till värde för att utföra olika uppgifter. I stället för kameror kan andra enheter som temperaturskannrar läggas till. De kan användas för att skapa en högupplöst temperaturprofil eller spåra temperaturprofilen.

Vision Sensor löser många uppgifter inom fabriksautomation

För tilldelningen av de uppmätta värdena är dock kombinationen av de givna sensorerna, inklusive exakt 3D-kalibrering, en avgörande förutsättning. Endast på detta sätt kan informationen kombineras till en meningsfull helhetsbild. Poängmoln finns tillgänglig för global tillgång i Neo Neon Cloud i Pepperl + Fuchs dotterbolag Neoception. Uppgifterna tillhandahålls i standardformatet Point Cloud Data (PCD). Verktyg för behandling av PCD-meningar finns tillgängliga på Internet.

Omedelbar användning på smarttelefonen

Mässutställningen visar global datatillgång och en första användning: besökaren kan genast se sin 3D-bild på sin smartphone, visualiseringen tar över en augmented reality-app, som kan kallas upp från appbutikerna. För åtkomst till informationen skannas en QR-kod, med appen skannar sedan positionens markör för utställningen. De som engagerar sig i detta experiment kunde titta på sig själva från alla sidor på sin egen mobila enhet i 3D och i färg. Beroende på mässans utseende fanns det också andra möjligheter, till exempel att producera en 3D-bild i Plexiglas eller att tryckas som en 3D-modell på titelsidan i en personlig upplaga av mässmagasinet. Naturligtvis kan samma data också användas för att mata in en produktions- eller logistikprocess.

Den övergripande konstellationen för utställningen Connected Customization uppfyller de tre grundläggande kraven för en industriell 4.0-arkitektur: Först. Integrationen av de involverade enheterna ger den horisontellt nätverksbas som visar verkligheten med stort fältdjup. Sekund. Med tillhandahållande av standardiserade data på Internet realiseras vertikala nätverk. Tredje. Detta skapar förutsättningarna för en konsekvent teknikprocess utan medias störningar. Informationsdjupet för data möjliggör mycket finanpassade lösningar för mycket komplexa applikationer, såsom maskinstyrning, 3D-utskrift eller navigering. De tillåter också en differentierad, individualiserad produktion från batchstorlek 1.

Ansluten anpassning - Slutsats

Utställningen Connected Customization visar hur sensorer av hög kvalitet kan användas för att skapa en djupfokuserad, multidimensionell bild av verkligheten i realtid. De kumulativa mätdata finns tillgängliga horisontellt och vertikalt i nätverk för integrerad konstruktion såväl som för automatiserade produktionsprocesser i ett standarddataformat globalt. De kan användas utan begränsning för applikationer i betydelsen Industry 4.0 och IoT.