Ausgabe - 11 - Produktion
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14. März 2013 · Nr. <strong>11</strong> · <strong>Produktion</strong> · Automatisierung · 25<br />
IBV<br />
3D-Bildverarbeitung leicht gemacht<br />
<strong>Produktion</strong> Nr. <strong>11</strong>, 2013<br />
Aqsense stellt Bildverarbeitungsanwendern mit 3D Express eine durchgängige<br />
Softwareunterstützung für die Aufnahme und Vorverarbeitung<br />
von 3D-Bildern zur Verfügung.<br />
Puchheim (sp). 3D-Bildverarbeitung<br />
wird immer häufiger erfolgreich<br />
zur Lösung von Anwendungen<br />
der dreidimensionalen Qualitätskontrolle<br />
eingesetzt. Eine Hürde<br />
beim Einsatz von Bildverarbeitung<br />
in der dritten Dimension war<br />
dabei bislang das dafür erforderliche<br />
Experten-Know-how. Das<br />
Softwarepaket 3D Express von Aqsense<br />
erleichtert nun den Einstieg<br />
in die 3D-Bildverarbeitung.<br />
In den meisten dreidimensionalen<br />
Anwendungsfällen wird in der<br />
Bildverarbeitung heute mit 2,5D-<br />
Technologie gearbeitet. Echte 3D-<br />
Tools, wie sie von Aqsense für die<br />
Bildverarbeitungsbibliothek Common<br />
Vision Blox (CVB) von Stemmer<br />
Imaging entwickelt werden,<br />
sind immer noch die Ausnahme<br />
und erfordern in der Regel eine eigene<br />
Programmierung. Im Umfeld<br />
von grafischen Benutzeroberflächen<br />
gab es lange Zeit gar keine<br />
sinnvolle Einbindung von vollwertigen<br />
3D-Tools, und oft sind existie-<br />
3D Express übernimmt alle<br />
notwendigen Schritte<br />
rende GUIs sogar mit den 16-bit<br />
RangeMaps überfordert. Schlussendlich<br />
kommt der Anwender nur<br />
über viele Zwischenschritte zu einem<br />
weiter analysierbaren 3D-Bild.<br />
Das Softwarepaket 3D Express<br />
übernimmt hingegen alle notwendigen<br />
Schritte der Bildaufnahme,<br />
Vorverarbeitung, Kalibrierung,<br />
Manipulation der 3D-Punktewolken<br />
und die <strong>Ausgabe</strong> verschiedener<br />
3D-Datenformate. So kann eine<br />
Punktewolke in eine definierte<br />
Ebene zurückprojiziert werden.<br />
Das Ergebnis ist ein weiterhin metrisch<br />
kalibriertes 8-bit-Höhenbild,<br />
das häufig auch ZMap genannt<br />
wird. Diese ZMap kann dann<br />
in der 2D-Benutzeroberfläche<br />
Sherlock von Teledyne DALSA weiterverarbeitet<br />
werden. Zur Abarbeitung<br />
aller notwendigen Schritte<br />
muss der Anwender dabei keine<br />
einzige Zeile programmieren. Die<br />
Konfiguration der Bildquellen und<br />
Bildausgaben lässt sich ebenfalls<br />
auf sehr einfache Weise über ein<br />
Benutzer-Interface realisieren.<br />
3D Express arbeitet bei der Bildaufnahme<br />
auf Basis des CVB Image<br />
Managers. Daher lassen sich die<br />
3D-Bilder der über Stemmer Imaging<br />
vertriebenen Triangulationskameras<br />
von Automation Technology<br />
direkt einziehen. Alternativ<br />
können auch andere schnelle GigE-Kameras<br />
wie z.B. DALSA Genie<br />
im 2D-Mode zur Triangulation<br />
benutzt werden. Dann übernimmt<br />
3D Express mittels des optionalen<br />
PEAK-Tools die Generierung des<br />
Höhenbildes aus der Laserlinie.<br />
Mit einem geeigneten Kalibrierobjekt<br />
lassen sich die aufgenommenen<br />
Bilder sofort metrisch kalibrieren.<br />
Der Anwender kann die<br />
aufgenommene und kalibrierte<br />
Punktewolke frei im Raum drehen<br />
und in der gewünschten Lage in<br />
eine entsprechende ZMap projizieren.<br />
Auch die Möglichkeit eines<br />
Ebenen-Fits und die anschließende<br />
Rückprojektion in diese Ebene<br />
ist integriert. Diese Drehungen<br />
sind wichtig, um z.B. die Rundheit<br />
Triangulationskameras<br />
von Automation<br />
Technology<br />
für die 3D-Bildverarbeitung.<br />
Bild: Automation Technology<br />
von kreisförmigen Bohrungen zu<br />
untersuchen. Zusätzlich kann der<br />
Anwender definieren, welcher<br />
Ausschnitt der 16-bit-Höhendaten<br />
in die 8-bit-Ergebnis-ZMap für die<br />
grafische Benutzeroberfläche umgerechnet<br />
werden soll.<br />
Die Aqsense-Software verhält<br />
sich in DALSA Sherlock völlig<br />
transparent wie eine normale Kamera.<br />
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<strong>Produktion</strong> Nr. <strong>11</strong>, 2013<br />
Die funktionale Sicherheitssteuerung<br />
FSU für Motoman-Roboter<br />
von Yaskawa ermöglicht laut<br />
Herstellerangaben kleinere<br />
Sicherheitszonen und damit eine<br />
optimale Ausnutzung der <strong>Produktion</strong>sfläche.<br />
Mit der Sicherheitssteuerung FSU von<br />
Yaskawa ist eine Mensch-Roboter-<br />
Kollaboration möglich. Bild: Yaskawa<br />
Allershausen (ao). Mit verschiedenen<br />
Sicherheitsfunktionen kann<br />
die neue Steuerungsoption FSU<br />
von Yaskawa als Alternative zur<br />
klassischen Absicherung von Roboterzellen<br />
eingesetzt werden. So<br />
lässt sich der Arbeitsraum des Roboters<br />
softwaretechnisch sicher<br />
begrenzen, so der Hersteller. Der<br />
Roboter sei damit nicht in der Lage,<br />
über den definierten Sicherheitsbereich<br />
hinausreichen. Die Abmessungen<br />
der Anlage könnten<br />
entsprechend kleiner ausgelegt<br />
werden. Auch die Trenneinrichtungen<br />
der Schutzumhausung<br />
müssen laut Yaskawa weniger massiv<br />
ausgeführt sein, da der Roboter<br />
nicht dagegenstoßen kann. Durch<br />
die Einrichtung mehrerer Sicherheitsbereiche<br />
sei es zudem möglich,<br />
dass der Roboter bei geöffnetem<br />
Schutztor im hinteren, nicht<br />
zugänglichen Arbeitsbereich weiter<br />
arbeitet, während im vorderen<br />
Bereich Teile per Hand eingelegt<br />
werden. Die Überwachung der Sicherheitsgeschwindigkeit<br />
ermöglicht<br />
laut Yaskawa sogar eine<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration:<br />
Wenn also der Bediener in Interaktion<br />
mit dem Werkzeug tritt, steht<br />
der Roboter entweder sicher oder<br />
bewegt sich im Rahmen der gesetzlichen<br />
Regeln langsam in Sicherheitsgeschwindigkeit.<br />
Eine weitere Sicherheitsfunktion<br />
betrifft die Begrenzung von Einzelachsen.<br />
Wird beispielsweise der<br />
Bewegungsbereich der ersten Roboterachse,<br />
der S-Achse, steuerungstechnisch<br />
eingeschränkt,<br />
verringert sich der Bewegungsbereich<br />
des Roboters. Auch in diesem<br />
Fall lässt sich die Schutzumhausung<br />
kleiner und leichter gestalten.<br />
Eine Winkelbegrenzung kann den<br />
erlaubten Drehbereich bei externen<br />
Achsen begrenzen.<br />
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