Řada výrobních podniků si už nedokáže představit zajištění kvality a spolehlivosti svých produktů i samotného výrobního procesu bez 3D měření pomocí kamerových systémů. Přesto jsou mnohými ještě stále opomíjené. Co je třeba před jejich nákupem vědět?

3D měření a jeho výhody

Stejně jako všude i ve strojovém vidění platí, že čím víc informací o sledovaném objektu máte, tím kvalitnější proběhne rozhodovací analýza. V některých případech si vystačíte pouze s 2D prostředím, ale jindy je znalost třetího rozměru nezbytná. Tehdy může pomoci tzv. laserová triangulace.  Je to nejčastější způsob měření třech rozměrů, který se používá u průmyslových bezdotykových kamerových aplikací (strojového vidění). Jak ale vybrat vhodný 3D měřící systém?

Univerzálních systém nebo systém na míru?

U jednodušších průmyslových úloh lze s výhodnou využít univerzálních 3D měřicích systémů (tzv. skenerů). Jejich výhodou je relativně nízká cena a snadná integrace. U  složitějších úloh ale mohou univerzální skenery narážet na své limity. Jedná se zejména o úlohy s požadovanou vysokou přesností a omezenými zástavbovými prostory a o měření tvarově složitých výrobků nebo o měření za specifických podmínek (například vysoké teploty výrobků apod.). Zde je nezbytné využít 3D měření na míru.

Rychlost skenování

Při výběru systému je také důležitá rychlost skenování. V závislosti na ní a potřebách byste měli volit optimální variantu pro danou průmyslovou úlohu.

Systémy jsou:

• s vysokou rychlosti skenování – Rychlost systému je obvykle stovky až tisíce skenů za sekundu, ale prezentace výsledků obvykle probíhá na zprůměrovaných výsledcích, tj. ztratí se detaily z měření.
• s nižšími rychlostmi skenování – Rychlost systému je obvykle desítky až malé stovky skenů za sekundu, ale každý jednotlivý sken je prezentován s požadovanou přesností, tj. nezprůměrované hodnoty.

Co dále potřebujete vědět k 3D systémům?

3D systémy jsou náročné na výpočetní výkon

Spolu se zvyšujícími se nárokům na výsledky měření stoupají i nároky na výpočetní výkon systémů. Obdobně rostou také nároky na rychlost přenosu dat, kde je nutné vždy vhodně nastavit kompromis mezi rychlostí skenování a rozlišením senzoru. V obou případech obvykle parametry naráží na současné fyzikální či ekonomické možnosti dostupné technologie.

Kalibrace 3D měřicích systémů

Kalibrace je nutná pro zaručení správné funkce 3D měřících systémů. Jedná se o proces, během kterého se kamerové systémy nastaví na práci v požadovaném měřicím prostoru s předepsanou přesností. K tomu účelu slouží 3D kalibrační přípravky (kalibry), které se vloží  do měřicího prostoru. S jejich pomocí a se SW s propracovaným matematickým modelem se následně nastaví správné měřicí parametry. Pro správné fungování 3D měřících systémů musíte tyto kalibrace provádět pravidelně. Frekvence kalibrací se obvykle stanovuje dle specifických podmínek dané průmyslové úlohy. Bývá stanovena v rozpětí od jednou za směnu po jednou za rok. Zejména k první variantě se využívá tzv. verifikace. Co to je?

Verifikace 3D měřicích systémů

Verifikaci se také někdy říká provozní kalibrace a jedná se o snadné ověření správné funkce systému v běžných provozních podmínkách. K verifikaci se užívají verifikačních přípravků (etalonů) a obvykle ji může provádět i nekvalifikovaná obsluha. Verifikace obvykle trvá v řadu sekund či minut.

Co jsou kalibrační a verifikační přípravky?

Jsou to zpravidla poměrně složité a promyšlené přípravky, které jsou přesně vyrobeny a změřeny. Někdy mohou tvarem připomínat výrobek a v jiných případech se od výrobku zcela liší. Kalibrační a verifikační přípravky jsou mnohdy navázané na metrologickou soustavu (ČMI), včetně potřebných protokolů akreditovaných laboratoří.

Dvakrát měř, jednou řež

Z výše zmíněného je tedy vidět, že ačkoliv 3D systémy zaručují prvotřídní kvalitu výrobků i výrobního postupu, jejich výběr byste neměli podcenit. Před nákupem je proto vždy nezbytné provést podrobnou úvodní analýzu a následně i zajistit všechny přidružené úkoly. Pokud tak učiníte, pořízený 3D měřící systém bude správně a dlouhodobě plnit požadovanou funkci.