25.06.2020 • Messtechnik

Isra Vision: 3D-Messtechnik-Sensor X-GAGE3D

X-GAGE3D ist ein hochgenauer 3D-Sensor im kompakten und robusten Gehäusedesign. Er zeichnet sich durch seine vier hochauflösenden 5MP-Kameras und seinen lichtstarken Musterprojektor aus. Zudem verfügt der Sensor über eine ambiente Bauteilbeleuchtung. Das optische Design setzt kompromisslos selbst Scheimpflug Kompensationen um, um so im  Messabstand 140mm-240mm hohe Messgenauigkeiten im Mikrometerbereich zu erreichen. Die Berechnung und Auswertung der 3D-Daten erfolgt direkt auf der integrierten, leistungsfähigen embedded Vision Technologie. Die Aufnahme inkl. Berechnung und Versenden der Daten dauert weniger als 1s. Industrietaugliche GiGE- und Stromverbindung verbinden den Sensor mit der Außenwelt.

Innovation: Der X-GAGE3D nutzt konsequent seine 4-Kameratechnologie um mit einem neu entwickelten Messverfahren einen hohen Grad von Robustheit und Genauigkeit zu erreichen.

Das neu entwickelte 3D-Messverfahren basiert auf der Projektion  einer speziellen Mustersequenz und gleichberechtigter Auswertung aller Aufnahmen aus den 4 Kamerablickrichtungen. Die 4-Kamera Technologie mit dem speziellen Musterprojektor ermöglicht die Vermessung von metallischen Oberflächen mit Genauigkeiten, die früher nur mit eingesprühten Oberflächen erreicht werden konnten. Die hohe Redundanz in den Ausgangsdaten erlaubt eine verbesserte Messgenauigkeit und eine vollständigere Erfassung der Objektoberflächen mit weniger Selbstverdeckungen. Totalreflexionen an metallischen Oberflächen in eine oder zwei Kameras können das System noch nicht stören. Redundant vermessene Punkte erlauben zudem eine on-the-fly Selbstkontrolle des Systems. Jeder Scan wird automatisch mit einer Qualitätsstufe gekennzeichnet, die die Güte der Aufnahme bewertet.

Das verbesserte Scanverfahren nutzt die komplette Information in den Kamerabildern. Selbst kleine Kontraste liefern noch Zusatzinformation, die zur Vermessung genutzt werden. Die Vermessung von tief schwarzen oder  schwarzen und weißen Oberflächen in einer Aufnahme sind dadurch möglich. Aufwendige Parametereinstellungen sind mit X-GAGE3D nicht nötig. Fremdlicht kann den X-GAGE3D kaum stören.

Durch die Integration der leistungsfähigen embedded Vision Technologie und direkter Datenübertragung der Daten von den Kameras über schnelle interne Schnittstellen können die enormen Datenmengen der Bildsequenzen aller Kameras in kürzester Zeit zu einem 3D-Scan verrechnet werden. Die Aufnahme, Verrechnung und Übertragen der hochauflösenden Daten dauert zusammen weniger als 1 Sekunde. Soll nur eine AOI aufgenommen werden, geht die Aufnahme entsprechend schneller. Sofern die Daten nicht ohnehin direkt auf dem Sensor weiterverarbeitet werden, erfolgt eine Übertragung der Daten nach außen über eine GiGE Verbindung, die schnelle Datenübertragung über lange Kabellängen hinweg erlaubt. Eine industrietaugliche Stromversorgung und eine OPC-UA Schnittstelle runden die Hardware-Schnittstellen im Sinne von Industrie 4.0 ab.

Das kompakte, nur 70 mm hohe Sensorgehäuse bietet den inneren Komponenten maximalen Schutz in robusten Umgebungen. Das lüfterlose, vibrationsbeständige Design erlaubt den Einsatz als robotergeführten Messkopf. Das leichte Gewicht lässt auch einen Einsatz auf Cobots zu. Ausgewählte Materialien und ausgeklügeltes mechanisches Design stabilisieren den Sensor gegen Änderungen der Umgebungstemperatur.  Eine werksseitige Temperaturkalibrierung sorgt für höchste Genauigkeiten über weite Temperaturbereiche hinweg.

Messfelder, Arbeitsabstand und Koordinatensysteme sind bei allen X-GAGE3D dank entsprechender Kalibriermassnahmen absolut gleich. Alle sensorspezifischen Parameter werden direkt vom smarten Sensor selbst verwaltet. Ein etwaiger Sensortausch ist durch problemlos in kürzester Zeit möglich.

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