11.06.2014

3D-Scanner фирмы Schubert

Повышение эффективности упаковки за счет пространственной идентификации изделий

Крайлсхайм. Фирма Gerhard Schubert GmbH представляет свое новое достижение в области идентификации изображений. 3D-сканер делает возможным пространственное зрение. Эта новинка повышает производственные возможности упаковочных линий TLM как при съеме-укладке продукции, так и при контроле качества.

3D-сканер устанавливается поверх транспортера, загружающего в установку TLM, например, упаковываемые продукты, части комбинированного комплекта или детали составной упаковки. На основе полученных сканером данных изображения система визуализации TLM составляет трехмерную модель каждого отдельного продукта или предмета.

Повышенная точность: контроля качества

Продольный профиль содержит новые параметры для контроля качества. Система визуализации TLM на основе информации 3D-сканера может определить объем и вес каждого продукта. Возможно также сравнение заданных и фактических параметров высоты или длины стопки при вертикальной укладке в коробки. После каждого процесса укладки составляется протокол с указанием достигнутой высоты или длины. Установка TLM, в которую встроен новый сканер, способна обнаруживать трехмерные дефекты, например, потрескавшуюся глазурь, и автоматически выбраковывать дефектные продукты.

Новые возможности при съеме и укладке продукции

Еще одним преимуществом применения данной новинки является приоритетный отбор продуктов. Так, например, система визуализации TLM определяет местонахождение перекрывающих друг друга продуктов. Первый робот фасовочной линии предпочтительно отбирает расположенные сверху продукты. Это позволяет повысить эффективность процесса съема и укладки.

Сведения об объеме и весе служат основой для высококачественного процесса группирования. Роботы могут пополнять информацию об отдельных продуктах, например, о том, что их вес находится в заданных пределах. Продукты отдельной формации могут быть также распределены по их размерам, в частности, по высоте.

Постоянно свободный обзор: нечувствительность к загрязнениям ленты транспортера

При использовании 3D-сканера система визуализации не восприимчива к загрязнениям ленты транспортера до их определенной высоты. Кроме того, повышается чувствительность обнаружения продуктов в малоконтрастной ситуации. Таким образом, подобные усложненные условия больше не являются препятствием для идентификации изображений.

Производственное испытание выдержано

Первая фасовочная линия TLM с 3D-сканером уже запущена в производство на одном из кондитерских предприятий в Бельгии. Это предприятие выпускает хлебобулочные изделия. Используемый 3D-сканер длиной 1200 мм оборудован семью строчными камерами и шестью световыми проекторами, установленными с шагом 100 мм. В результате обеспечивается разрешающая способность по высоте 0,5 мм в вертикальном диапазоне измерений 60 мм. В данном производственном процессе особенно важно обеспечить идентификацию продуктов несмотря на наличие крошек и, что главное, остатков шоколада на ленте транспортера.

Принцип действия и технология 3D-сканера

Фирма Gerhard Schubert GmbH занялась технологией обработки изображений еще 30 лет назад. Специалисты фирмы Gerhard Schubert стремились научить своих упаковочных роботов видеть продукцию. Группой специалистов фирмы в области обработки изображений эта цель в свое время была достигнута.

Начиная с 1996 года, фирма Schubert использует для системы визуализации линейные датчики. Первым внедренным прибором стал сканер с освещением на просвет. За ним последовали черно-белый и цветной сканер отраженного света. Сканеры этих типов будут использоваться также и в будущем. Они надежно работают в непрерывном режиме и без труда вводятся в эксплуатацию. Как и все компоненты системы TLM, они являются частью модульной концепции машин предприятия.

Всеми этими характеристиками обладает также и 3D-сканер. Используется принцип стереоскопического изображения, т. е. сканер выполняет для каждого продукта два снимка под различными углами зрения. Рассчитанный в результате продольный профиль содержит высоту каждой имеющейся на обоих изображениях точки в пространственном масштабе. Лента транспортера при этом представляет собой нулевой уровень высоты. Таким образом, 3D-сканер фирмы Schubert является 3D-стерео-сканером.

Модульная конструкция прибора состоит из нескольких цветных строчных датчиков, расположенных рядом на определенном расстоянии друг от друга. Поля зрения цветных строчных датчиков слева и справа достигают оптической оси обоих соседних датчиков. Каждая физическая точка продуктов и ленты транспортера, просматриваемая двумя соседними датчиками, напрямую используется для построения продольного профиля. Исходя из продольного профиля, система визуализации реконструирует трехмерные изображения.

Между каждой парой датчиков расположен световой проектор, проецирующий слегка перекрывающиеся световые полосы в поле зрения обоих датчиков. Световая матрица имеет продуманную структуру, позволяющую в точности идентифицировать точки изображения на стереоскопических снимках. Для того, чтобы в зонах наложения определить угол проекции световой матрицы, 3D-сканер использует попеременно два различных цвета (например, красный и синий).

3D-сканер дополнительно обеспечивает освещение белым светом для получения цветных изображений. Цветные изображения реконструируются на основе стереоскопических снимков без искажений и параллакса. Цветные световые полосы и освещение белым светом могут включаться и выключаться попеременно, чтобы предотвратить нежелательные интерференции.