Migliora le ispezioni di produzione con lo spostamento laser 

Dal conteggio dei biscotti in un contenitore a conchiglia alla verifica dell’allineamento dei pannelli di un’auto fino alla misurazione della posizione di piccoli componenti elettronici su un PCB (circuito stampato), le applicazioni dei sistemi di visione 3D sono illimitate. Questi sistemi svolgono un ruolo importante nell’automatizzazione di attività complesse, nell’ottimizzazione della qualità dei prodotti, nella riduzione dei costi e nella garanzia di precisione in molti settori.  

Al giorno d’oggi gli operatori di impianti hanno una gamma di opzioni 3D tra cui scegliere, tra cui sensori di spostamento laser, laser profiler, sistemi stereoscopici e tecnologie time-of-flight (ToF). Sebbene questi sistemi offrano molte potenzialità, i sensori di spostamento laser (o laser scanner) sono l’opzione più diffusa grazie alla loro velocità, precisione e convenienza, sia per operazioni in linea che fuori linea. Forniscono misurazioni affidabili e a mani libere con una configurazione minima, offrendo un’alternativa senza soluzione di continuità ad altri scanner. A seconda dell’applicazione, i laser profiler possono essere più adatti, specialmente per ispezioni su larga scala o ad alta velocità. Entrambe le opzioni affrontano delle sfide nei moderni processi di produzione. 

“Grazie alle dimensioni extra dell’analisi dell’immagine con visione artificiale 3D, i produttori possono sfruttare tutti i vantaggi della visione artificiale 2D, automatizzando al contempo applicazioni che in passato erano troppo complesse per l’automazione tradizionale”.

​​Come funzionano i sensori di spostamento laser: Migliorare il controllo qualità

I sensori di spostamento laser aiutano a ottenere un’elevata precisione nella produzione industriale. Rilevano i difetti, garantiscono un assemblaggio corretto e ottimizzano l’automazione sulle linee di produzione. Questi sensori sono ideali per misurazioni precise senza il contatto con oggetti delicati come lamette o vetro sottile. Assicurano inoltre la precisione senza causare danni, ottimi per parti in rapido movimento sui nastri trasportatori. I sensori di spostamento laser vengono utilizzati principalmente per acquisire profili superficiali dettagliati e dimensioni geometriche. Ma la loro capacità di eseguire ispezioni 2D li rende anche strumenti versatili per misurare le dimensioni lineari e rilevare i difetti superficiali.  

Ciò consente loro di adattarsi a varie applicazioni:  

• Assemblaggio nel settore automobilistico: misurazione di spazi vuoti, complanarità e allineamento.  
• Alimenti e imballaggi: ispezione dei sigilli, verifica dei volumi e rilevamento di presenza/assenza.  
• Produzione elettronica: misurazione dell’altezza, della posizione e dell’orientamento dei componenti.  

Triangolazione laser: misurazioni più nitide, approfondimenti più intelligenti 

I sensori di spostamento laser utilizzano la triangolazione per raccogliere dimensioni e contorni della superficie ben definiti, seguendo un processo chiaro che fornisce approfondimenti in tempo reale:  

1. Un raggio laser viene proiettato sulla superficie dell’oggetto, generando una linea ben visibile.  
2. Il sensore determina l’altezza dei pixel da un piano base calibrato, simile a un punto “zero” su un grafico a linee.
3. Un sensore digitale, posizionato ad un angolo e ad una distanza noti, cattura il riflesso.
4. Il software analizza i cambiamenti nella luce riflessa per calcolare lunghezza, larghezza, altezza, inclinazione e contorni.
5. Il risultato viene comunicato a valle ai PLC, ai sistemi di movimentazione dei materiali e/o al software di tracciamento della produzione per ulteriori azioni. 

Sensori di spostamento laser e laser profiler a confronto: cosa li distingue 

Entrambe le tecnologie offrono misurazioni 3D affidabili, ma differiscono nel loro funzionamento e nelle applicazioni specifiche. Insieme, possono affrontare una serie di difficoltà di produzione. 

• I sensori di spostamento laser misurano un singolo punto, catturando immagini a nuvola di punti 3D altamente accurate, ideali per ispezioni dettagliate. Sebbene questi sensori offrano una precisione a livello di micrometro, potrebbero essere più adatti per attività di misurazione di precisione. La loro efficienza può essere inferiore, poiché i dati vengono raccolti punto per punto. Possono essere montati su nastri trasportatori per scansionare oggetti in movimento; a volte sono collegati a bracci robotici per la scansione dinamica sensore-oggetto.
  • Esempio reale: controllare la planarità dei rotori dei freni per autoveicoli misurando le variazioni di altezza della superficie, assicurandosi che siano rispettate rigorose tolleranze per avere prestazioni di frenata sicure e affidabili.
• I laser profiler scansionano intere linee, generando rapidamente sezioni 2D (immagini trasversali) o mappe 3D di superficie impilando singoli profili in un’immagine continua. I dati di movimento provenienti da un encoder tracciano l’oggetto durante la scansione, acquisendone forma e profilo dall’alto, ideale per l’ispezione di altezze e contorni 3D senza illuminazione esterna. Sebbene i profiler consentano un’acquisizione dei dati rapida, la loro accuratezza è generalmente inferiore a causa dell’approccio di scansione più ampio. Danno il meglio nelle applicazioni su larga scala e ad alto volume, dove l’efficienza ha la priorità sui piccoli dettagli.
  • Esempio reale: durante l’ispezione delle sigillature dei cartoni mentre scorrono rapidamente su un nastro trasportatore, i laser profiler scansionano l’intera superficie per rilevare variazioni di altezza o irregolarità, garantendo una qualità costante e una corretta sigillatura prima della spedizione dei prodotti.  

Il sistema di visione 3D Cognex In-Sight L38 Basato sull’IA  

Per ottenere ispezioni 3D precise, i produttori hanno bisogno di un sistema di nuova generazione in grado di garantire rapidità di implementazione, facilità d’uso e affidabilità. L’In-Sight L38 di Cognex soddisfa una vasta gamma di applicazioni di ispezione, misurazione e guida con la precisione necessaria a garantire che ogni prodotto soddisfi standard di qualità elevati, fin nei minimi dettagli.