6 funciones que permiten a los escáneres 3D de grado industrial abordar los desafíos de sus proyectos en entornos exigentes

A principios de este mes, Photoneo lanzó la nueva generación del escáner 3D PhoXi con muchas actualizaciones significativas. ¿Por qué hicimos estos cambios y cómo ayudarán a los clientes en sus aplicaciones industriales? Marcel Svec, Director de 3D Sensing de Photoneo, y Svorad Stolc, Jefe de I+D, ayudan a responder estas preguntas en el siguiente artículo.

Rendimiento estable en condiciones industriales duras

La creciente necesidad de automatización inteligente ha provocado que la visión 3D , como parte integral de la robótica guiada por visión, ha sido continuamente expansión a nuevos mercados . Gradualmente, la visión 3D ha entrado en áreas de aplicación como la guía de robots, la selección de contenedores, el manejo avanzado de objetos, la despaletización, la corrección de trayectoria, el ensamblaje, el control de calidad, la inspección o la evaluación de formas.

Estas soluciones de automatización a menudo deben implementarse en entornos industriales desafiantes que exponen los sistemas de visión 3D al polvo, la humedad, el agua, la luz ambiental o temperaturas altas, bajas e incluso variables . Estos factores plantean requisitos exigentes tanto en el hardware como en el rendimiento de los sistemas de visión 3D. Los mejores dispositivos de escaneo 3D deben optimizarse a fondo y proporcionar precisión micrométrica y alta resolución, pero también deben resistir entornos industriales hostiles para mantener su rendimiento de la más alta calidad en condiciones difíciles. Hay varios aspectos que afectan la durabilidad de los sistemas de visión 3D modernos y ayudan a mantener su rendimiento estable y preciso en circunstancias difíciles. ¿En qué residen?

Estabilización térmica

Ampliar la gama de aplicaciones posibles y garantizar que un escáner 3D proporcione un rendimiento estable y fiable no solo a temperaturas altas o bajas pero también bajo condiciones térmicas cambiantes – que generalmente plantea un gran desafío para los sistemas de visión 3D – debe incluir un modelo de calibración térmica avanzada . Esta característica le permitirá implementar su escáner en aplicaciones que requieren la exposición del dispositivo a condiciones térmicas realmente exigentes y su rendimiento no se verá afectado.

Alimentación a través de Ethernet

Suele ocurrir que los dispositivos de escaneo 3D cuentan con dos conectores diferentes:conectores personalizados que proporcionan alimentación y conectores Ethernet o USB que permiten la comunicación de datos. Esta configuración es más costosa, más complicada con respecto a la instalación y también puede presentar más limitaciones, por ejemplo, en la longitud del cable.

PoE:alimentación a través de Ethernet , es una solución técnica elegante que proporciona datos y energía a través de un solo cable. Ofrece muchos beneficios que lo convierten en la opción preferida para su adopción en entornos industriales. PoE es confiable, estable y resistente. Es rentable en términos de instalación y mantenimiento, y también es seguro, ya que garantiza protección contra sobrecorriente, subcorriente y fallas. PoE proporciona una gran flexibilidad ya que está basado en estándares, lo que garantiza la interoperabilidad entre diferentes proveedores. Otra ventaja de PoE es que permite a los usuarios utilizar cables de más de 30 m.

Aunque PoE es la opción preferida, decidimos admitir dos estándares para satisfacer las necesidades de todos los clientes, de modo que los usuarios puedan alimentar sus dispositivos también con 24 V . Esta alternativa también es confiable y segura, operando con circuitos limitadores para proteger contra cortocircuitos. Otra ventaja es que 24 V tiene mayores capacidades de conducción, lo que ayuda a que los dispositivos sobrevivan mejor a las caídas de tensión. En caso de accidente, no hay riesgo de lesiones personales.

IP65:hermético al polvo y resistente al agua

La alta calidad mecánica no solo garantiza que el dispositivo pueda funcionar de manera confiable en condiciones difíciles sin sufrir ningún daño, sino que también minimiza el riesgo de servicio innecesario y los costos de reparación relacionados. El sistema universal de calificación de IP brinda a los compradores y usuarios una cuenta muy exacta de qué tan seguro es usar un dispositivo en entornos y aplicaciones específicos. La clasificación IP consta de dos dígitos. El primer dígito indica cuánta intrusión sólida puede manejar el producto y el segundo dígito indica el grado de tolerancia al agua.

Los escáneres 3D de grado industrial deben aspirar a un mínimo de IP65. Los escáneres con esta clasificación son totalmente herméticos al polvo y están protegidos contra chorros de agua de 6,3 mm a baja presión provenientes de cualquier dirección y en cualquier ángulo . Por lo tanto, puede utilizar los escáneres en salas polvorientas o húmedas, sin tener que preocuparse de que partículas sólidas y líquidos entren en la carcasa y dañen el dispositivo. Sin embargo, aunque dichos entornos no dañarán el dispositivo, generalmente no son óptimos si necesita lograr escaneos de alta calidad y bajo ruido, ya que afectan significativamente las condiciones ópticas de la adquisición.

Conectores M12

Conectores M12 se han convertido en la opción preferida para aplicaciones industriales por varias razones. Los conectores con cierres de rosca proporcionan una conexión fiable y segura , y su diseño circular garantiza una robustez inigualable que protege el dispositivo del polvo, la humedad y otros contaminantes, pero también de los posibles efectos de impactos, vibraciones o cambios de temperatura. Una gran ventaja es también su tamaño compacto con respecto a la creciente necesidad en aplicaciones industriales para la miniaturización de componentes y las demandas cada vez mayores de energía y transmisión de datos.

GPU rápida

El tiempo es un factor crítico en el escaneo 3D, por lo que también realizamos mejoras significativas en este aspecto. Utilizando la potencia de NVIDIA Jetson TX2, la nueva generación de escáner 3D PhoXi permite a los usuarios ahorrar un 40 % del tiempo de cálculo , lo que hace 200 ms del tiempo total de exploración . Esto puede acortar el tiempo del ciclo o, en caso de una adquisición más larga, proporciona datos de mayor calidad y en un tiempo más corto que antes. Otra ventaja de usar una GPU es que el cálculo se ejecuta en el dispositivo, lo que ahorra recursos de la PC y deja espacio para más aplicaciones de usuario.

Firmware potente

Debido a que el software y el firmware son componentes inseparables de cualquier sistema de visión 3D, también era importante realizar actualizaciones en estas áreas. Junto con las mejoras generales, el firmware ahora ofrece más configuraciones de usuario para un mejor control de todo el proceso de escaneo . También viene con algoritmos actualizados para la supresión de luz ambiental , gracias a lo cual los escáneres 3D ofrecen un rendimiento superior incluso en condiciones de luz ambiental brillante, un factor que generalmente plantea grandes desafíos para los sistemas de visión 3D.

Otra gran mejora se relaciona con el filtrado de reflejos – los nuevos algoritmos inteligentes eliminan los artefactos que ocurren en áreas de geometrías de escena complejas donde el reflejo de los patrones proyectados provoca ruido y mediciones incorrectas. Esto sucede con cualquier tipo de dispositivo de escaneo que use su propio método de iluminación. Gracias al nuevo filtro de reflexión, los escáneres 3D eliminan significativamente las mediciones erróneas.

Lea más sobre la supresión de luz ambiental y el filtrado de interreflexión en otra publicación de blog que estamos preparando para usted.