Datos 3D con cuarta dimensión para la industria 4.0 de la cantidad 1
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La idea original de este nuevo desarrollo proviene de la industria aeronáutica. Allí, la medición 3D de alta resolución con escáneres láser se utiliza para conectar componentes de forma precisa, por ejemplo. Pepperl + Fuchs mostró el potencial de esta tecnología para aplicaciones en el sentido de industria 4.0 y puso en juego otra dimensión de medición.
2018 fundó Lufthansa Technik y Pepperl + Fuchs juntos en Hamburgo, 3d.aero GmbH. El objetivo de la empresa conjunta es desarrollar nuevas soluciones de automatización para la industria aeronáutica y avanzar en la digitalización de la producción. Entre otras cosas, la atención se centra en aplicaciones para dispositivos de medición óptica. Por ejemplo, se pueden combinar múltiples dispositivos con técnicas ópticas de medición de tiempo de vuelo para crear imágenes 3D de componentes y sus ubicaciones de montaje, y utilizar estos datos para permitir el ensamblaje automatizado de alta precisión. La misma tecnología se puede utilizar para controlar los robots de pintura o para colocar el puente de pasajeros frente a la puerta del automóvil. Debido al casco arqueado, su enfoque preciso no es una tarea trivial. Al mismo tiempo, las colisiones pequeñas deben evitarse de manera confiable debido a las estrictas normas de seguridad.
Personalización conectada para Industry 4.0
La experiencia con tales aplicaciones dio lugar al impulso original para continuar la grabación 3D de objetos en el espíritu de la Industria 4.0 y para agotar exhaustivamente sus posibilidades técnicas, también a nivel de información. La exposición de la feria "Connected Customization" se creó como una versión de prueba, en la que los visitantes de la feria se ponen a disposición como un "objeto". Esto se registra primero con el método PRT mediante seis sensores de distancia óptica de la serie de láser R2000. Cada sensor crea un escaneo en 2D de la persona de prueba y los datos de medición se combinan para formar una nube de puntos en 3D.
Tecnología de rango de pulsos más rotación 360 °
La tecnología de rango de pulsos (PRT), que utiliza los sensores R2000, es una verdadera técnica de tiempo de vuelo. Un diodo láser emite pulsos de luz con un diámetro de haz de solo unos milímetros. A partir del tiempo de reflexión, el escáner calcula la distancia exacta. Los pulsos tienen una alta densidad de energía y emiten señales correspondientes claras y precisas. Esto es cierto incluso con influencias perturbadoras, como reflejos, luz u oscuridad extraña y fuerte, objetos objetivo poco reflectantes. El dispositivo transmite las lecturas de distancia 250.000 por segundo al controlador.
Sensor de distancia con método de medición de tiempo de vuelo rápido
Las ventajas de la tecnología Pulse Ranging se complementan con la rotación del módulo de medición 360 °. Esto gira en torno a un eje rígido y crea un plano de exploración uniforme sin prácticamente ninguna desviación angular. De este modo, el sensor logra no solo una visibilidad completa, sino también una resolución angular de hasta 0,071 °. Su frecuencia de rotación puede alcanzar hasta 30 Hz, la tasa de medición hasta 54 kHz. Detecta de forma fiable incluso objetos en movimiento y objetos muy pequeños. Los sensores R2000 se usan comúnmente para protección contra colisiones, monitoreo de rango en vehículos guiados automáticamente o para detectar objetos cerca de una superficie. Al combinar varios dispositivos, se puede obtener una imagen precisa de contornos tridimensionales.
Cuarta dimensión
El año pasado, la exposición fue ampliada. Además de los sensores, se montaron cámaras de color adicionales. Sus imágenes complementan los datos de distancia con la información de imagen de brillo, color y contraste. Estos datos ejemplifican una "cuarta dimensión" que se puede agregar a la imagen 3D y agregar valor para realizar diferentes tareas. En lugar de cámaras, se podrían agregar otros dispositivos como escáneres de temperatura. Se podrían usar para crear un perfil de temperatura de alta resolución o rastrear el perfil de temperatura.
Vision Sensor resuelve muchas tareas en la automatización de fábricas
Sin embargo, para la asignación de los valores medidos, la combinación de los sensores involucrados, incluida la calibración precisa de 3D, es un requisito previo decisivo. Solo de esta manera se pueden combinar los datos en una imagen global significativa. La nube de puntos está disponible para acceso mundial en la Neo Neon Cloud de Neoception, filial de Pepperl + Fuchs. Los datos se proporcionan en el formato estándar Point Cloud Data (PCD). Las herramientas para procesar oraciones PCD están disponibles en Internet.
Uso inmediato en el smartphone.
La exhibición de la feria muestra el acceso a datos globales y un primer uso: el visitante puede ver de inmediato su imagen 3D en su teléfono inteligente, la visualización se encarga de una aplicación de realidad aumentada, que se puede acceder desde las tiendas de aplicaciones. Para acceder a los datos, se escanea un código QR, y la aplicación uno escanea el marcador de posición de la exhibición. Aquellos que se involucren en este experimento podrían verse a sí mismos desde todos los lados en su propio dispositivo móvil en 3D y en color. Dependiendo de la apariencia de la feria, también existían otras posibilidades, por ejemplo, para producir una imagen 3D en Plexiglas o para imprimirla como un modelo 3D en la página de título de una edición personalizada de la revista de la feria. Por supuesto, los mismos datos también se pueden utilizar para alimentar un proceso de producción o logística.
La constelación general de la exhibición Connected Customization cumple con los tres requisitos básicos para una arquitectura 4.0 industrial: Primero. La integración de los dispositivos involucrados proporciona la base en red horizontal, que representa la realidad con gran profundidad de campo. En segundo lugar. Con la provisión de datos estandarizados en Internet, se realiza la creación de redes verticales. En tercer lugar. Esto crea los requisitos previos para un proceso de ingeniería consistente sin interrupción de los medios. La profundidad de la información de los datos permite soluciones muy precisas para aplicaciones altamente complejas, como el control de la máquina, la impresión 3D o la navegación. También permiten una producción individualizada y diferenciada a partir del tamaño de lote 1.
Personalización conectada - Conclusión
La exhibición Connected Customization muestra cómo se pueden usar sensores de alta calidad para crear una imagen multidimensional de la realidad centrada en el fondo en tiempo real. Los datos de medición acumulados están disponibles en red horizontal y verticalmente para una ingeniería consistente y para procesos de producción automatizados en un formato de datos estándar a nivel mundial. Se pueden utilizar sin restricciones para aplicaciones en el sentido de Industry 4.0 e IoT.
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