L'idea originale di questo nuovo sviluppo viene dall'industria aeronautica. Qui, viene utilizzata la misurazione 3D ad alta risoluzione con scanner laser per collegare con precisione i componenti, ad esempio. Pepperl + Fuchs ha mostrato il potenziale di questa tecnologia per le applicazioni nel senso di industria 4.0 e ha messo in gioco un'altra dimensione di misurazione.

2018 ha fondato insieme a Lufthansa Technik e Pepperl + Fuchs ad Amburgo la 3d.aero GmbH. L'obiettivo della joint venture è sviluppare nuove soluzioni di automazione per l'industria aeronautica e promuovere la digitalizzazione della produzione. Tra le altre cose, l'attenzione è rivolta alle applicazioni per i dispositivi di misurazione ottica. Ad esempio, più dispositivi possono essere combinati con tecniche ottiche di misurazione del tempo di volo per creare immagini 3D di componenti e relative ubicazioni e per consentire un assemblaggio automatico di alta precisione basato su questi dati. La stessa tecnologia può essere utilizzata per controllare i robot di verniciatura o per posizionare il ponte del passeggero davanti alla portiera dell'auto. A causa dello scafo ad arco il loro approccio preciso non è un compito banale. Allo stesso tempo, piccole collisioni devono essere prevenute in modo affidabile a causa delle rigide norme di sicurezza.

Personalizzazione connessa per l'industria 4.0

L'esperienza con tali applicazioni ha dato origine all'impulso originale di continuare la registrazione 3D di oggetti nello spirito dell'Industria 4.0 e di esaurire in modo esaustivo le loro possibilità tecniche, anche a livello informativo. La mostra fieristica “Connected Customization” è stata realizzata come versione di prova, in cui i visitatori della fiera si mettono a disposizione come “oggetto”. Questo viene registrato per la prima volta da sei sensori ottici di distanza della serie laser R2000 utilizzando il metodo PRT. Ogni sensore produce una scansione 2D della persona in prova, i dati di misurazione vengono quindi combinati per formare una nuvola di punti 3D.

Tecnologia Pulse Ranging più rotazione 360 °

La Pulse Ranging Technology (PRT), che utilizza i sensori R2000, è una vera tecnica del tempo di volo. Un diodo laser emette impulsi luminosi con un diametro del raggio di pochi millimetri. Dal momento di riflessione, lo scanner calcola la distanza esatta. Gli impulsi hanno un'alta densità di energia e forniscono segnali corrispondentemente chiari e precisi. Questo è vero anche con influenze disturbanti come riflessi, luce estranea o scura, oggetti bersaglio poco riflettenti. Il dispositivo trasmette le letture della distanza 250.000 al secondo al controller.

Sensore di distanza con metodo di misurazione del tempo di volo veloce

I vantaggi della tecnologia Pulse Ranging sono completati dalla rotazione del modulo di misurazione 360 °. Questo circonda su un asse rigido e crea un piano di scansione uniforme con praticamente nessuna deviazione angolare. In questo modo, il sensore raggiunge non solo la completa visibilità, ma anche una risoluzione angolare fino a 0,071 °. La sua frequenza di rotazione può raggiungere fino a 30 Hz, la velocità di misurazione fino a 54 kHz. Rileva in modo affidabile anche oggetti in movimento e oggetti molto piccoli. I sensori R2000 sono comunemente usati per la protezione dalle collisioni, il monitoraggio della distanza in veicoli a guida automatica o per il rilevamento di oggetti vicino a una superficie. Combinando diversi dispositivi, è possibile ottenere un'immagine precisa dei contorni tridimensionali.

Quarta dimensione

L'anno scorso, la mostra è stata ampliata. Oltre ai sensori, sono state montate telecamere a colori aggiuntive. Le loro immagini completano i dati della distanza con le informazioni sull'immagine di luminosità, colore e contrasto. Questi dati esemplificano una "quarta dimensione" che può essere aggiunta all'immagine 3D e aggiungere valore per svolgere diversi compiti. Invece di telecamere, potrebbero essere aggiunti altri dispositivi come gli scanner di temperatura. Possono essere utilizzati per creare un profilo di temperatura ad alta risoluzione o tracciare il profilo di temperatura.

Vision Sensor risolve molti compiti nell'automazione di fabbrica

Per l'assegnazione dei valori misurati, tuttavia, la combinazione dei sensori coinvolti, inclusa la precisa calibrazione 3D, è un prerequisito decisivo. Solo in questo modo i dati possono essere combinati in un quadro complessivo significativo. La nuvola di punti è disponibile per l'accesso in tutto il mondo nel Neo Neon Cloud della controllata Pepperl + Fuchs Neoception. I dati sono forniti nel formato standard Point Cloud Data (PCD). Strumenti per l'elaborazione delle frasi PCD sono disponibili su Internet.

Uso immediato sullo smartphone

L'esposizione fieristica dimostra l'accesso ai dati globali e un primo utilizzo: il visitatore può immediatamente visualizzare la sua immagine 3D sul suo smartphone, la visualizzazione acquisisce un'app di realtà aumentata, che può essere recuperata dagli app store. Per l'accesso ai dati viene scansionato un codice QR, con l'app viene quindi eseguita la scansione dell'indicatore di posizione dell'esposizione. Coloro che vengono coinvolti in questo esperimento possono guardare se stessi da tutte le parti sul proprio dispositivo mobile in 3D e a colori. A seconda dell'aspetto fieristico, c'erano anche altre possibilità, ad esempio, di produrre un'immagine 3D in plexiglas o di essere stampati come un modello 3D sul frontespizio di un'edizione personalizzata della rivista fieristica. Naturalmente, gli stessi dati possono essere utilizzati anche per l'inserimento in un processo produttivo o logistico.

La costellazione generale dell'esposizione Connected Customization soddisfa i tre requisiti fondamentali per un'architettura 4.0 industriale: in primo luogo. L'integrazione dei dispositivi coinvolti fornisce la base in rete orizzontale, che rappresenta la realtà con una grande profondità di campo. In secondo luogo. Con la fornitura di dati standardizzati su Internet, viene realizzata la rete verticale. Terzo. Ciò crea i prerequisiti per un processo di progettazione coerente senza interruzioni dei media. La profondità delle informazioni dei dati consente soluzioni molto sintonizzate per applicazioni estremamente complesse, come il controllo della macchina, la stampa 3D o la navigazione. Consentono inoltre una produzione differenziata e individualizzata dalla dimensione del lotto 1.

Personalizzazione connessa - Conclusione

La mostra Connected Customization mostra come i sensori di alta qualità possano essere utilizzati per creare un'immagine della realtà concreta e multi-dimensionale in tempo reale. I dati di misurazione cumulativi sono disponibili in rete orizzontale e verticale per l'ingegneria integrata e per processi di produzione automatizzati in un formato di dati standard a livello globale. Possono essere utilizzati senza restrizioni per le applicazioni nel senso di Industry 4.0 e IoT.

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