Как работает лазерное профилирование
Лазерное профилирование (laser triangulation) - основной метод 3D-измерений в промышленной видеоаналитике. Принцип основан на геометрическом взаимодействии камеры и лазера:
Лазер проецирует линию на поверхность объекта под углом. Камера, установленная под другим углом, фиксирует эту линию. На участках, где объект выше или ниже, линия смещается в кадре. Зная угол между лазером и камерой и величину смещения, система вычисляет высоту точки с точностью до микрометра.
Профиломер сканирует объект профилем за профилем. При движении конвейера формируется 3D-облако точек или 2D-профиль поверхности. Алгоритм LineFinder (Photonfocus) или FIR-Peak (Teledyne DALSA) извлекает центр лазерной линии с субпиксельной точностью.
3D-камеры и стереозрение
Стереозрение использует две синхронизированные камеры для вычисления глубины по диспаритету. Подходит для 3D-сканирования крупных объектов и реверс-инжиниринга.
ToF (Time of Flight) камеры измеряют время пролёта фотона от камеры до объекта и обратно. Быстрее стереозрения, но с меньшей точностью - подходит для габаритных измерений посылок и тары.
Структурированный свет проецирует известную световую структуру на объект. По деформации структуры вычисляется 3D-форма. Точность 5-50 мкм, поле обзора до 0.5 м.
Интеграция с АСУ ТП
Измерительная система без интеграции бесполезна. Мы настраиваем передачу результатов в PLC, MES, SCADA через OPC UA, Modbus TCP, MQTT или дискретные сигналы.
Событие содержит: измеренные размеры, отклонение от допуска, сигнал OK/NOK, координату на конвейере, фото профиля. PLC получает сигнал и управляет отбраковщиком, роботом или конвейерным переводом.
Метрология и аттестация
Измерительная система должна быть метрологически аттестована. Мы документируем: точность (сравнение с эталоном), повторяемость (стандартное отклонение при многократных измерениях), CPK (способность процесса), drift (смещение со временем).
Сравнение проводится с ручными измерениями штангенциркулем, микрометром или координатно-измерительной машиной (КИМ). Результат - протокол аттестации для ОТК и приёмки.
Выбор технологии
Лазерное профилирование - золотой стандарт для inline-измерений: точность 1-10 мкм, скорость 100-1000 профилей/с. Идеально для измерения высоты шва, ширины, warpage, объёма.
Стереозрение - для крупных объектов и реверс-инжиниринга. ToF - для габаритных измерений. Структурированный свет - для мелких деталей с высокой точностью.
Мы подбираем технологию под задачу, материал поверхности, поле обзора и требования к скорости.