SCG-190檢測(cè)設(shè)備

    SCG-190檢測(cè)設(shè)備是一套配備高像素相機(jī)、光源、鏡頭和非接觸式3D測(cè)頭及其控制器的檢測(cè)設(shè)備，它結(jié)合視覺(jué)系統(tǒng)和共焦光譜系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的空間位置進(jìn)行定位，通過(guò)多光譜測(cè)頭掃描，使檢測(cè)角度范圍大大提高，利用拼接技術(shù)把產(chǎn)品的輪廓完整地采集并顯示出來(lái)。同時(shí)采用了EtherCAT總線(xiàn)控制，通過(guò)PDO數(shù)據(jù)與位置同步功能，最終完成一套定位、測(cè)量精度高，檢測(cè)角度大，測(cè)量范圍廣，檢測(cè)速度快的檢測(cè)設(shè)備。對(duì)于3D玻璃輪廓及形狀計(jì)量等來(lái)說(shuō)，SCG-190檢測(cè)系統(tǒng)是一款最佳的選擇系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 SCG-190檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)臺(tái)

傳統(tǒng)接觸式測(cè)量

圖2 傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x器

    接觸式：三次元探針接觸測(cè)量，極可能對(duì)產(chǎn)品造成損壞；

    速度：?jiǎn)螚l輪廓測(cè)量三分鐘以上，速度慢，時(shí)間長(zhǎng)；

    精度：接觸造成產(chǎn)品損壞減低數(shù)據(jù)精度；

    傳統(tǒng)接觸式測(cè)量?jī)x器如圖2所示。

非接觸式測(cè)量

傳感器優(yōu)勢(shì)

    非接觸式檢測(cè)：不與產(chǎn)品直接接觸，對(duì)產(chǎn)品不造成任何損傷；SCG-190檢測(cè)設(shè)備通過(guò)光譜系統(tǒng)收集產(chǎn)品表面反射回來(lái)的光波進(jìn)行分析從而得到產(chǎn)品表面信息，它不需要直接與產(chǎn)品接觸就可以得到產(chǎn)品表面的數(shù)據(jù)，保證產(chǎn)品在檢測(cè)過(guò)程中不受任何損壞。

    高頻率：最高采樣頻率為50KHz；高頻率的采樣速度更能夠正確地反映出產(chǎn)品表面情況，即使很細(xì)微的變化也可以清晰的展現(xiàn)出來(lái)，準(zhǔn)確判定。

    速度快：視覺(jué)快速定位，定位時(shí)間在10秒以?xún)?nèi)；500萬(wàn)以上的高像素相機(jī)可以高清地分辨產(chǎn)品邊沿，快速定位產(chǎn)品位置及坐標(biāo)。

    通用性強(qiáng)：無(wú)材質(zhì)要求（包括透明物體）；所有物體對(duì)光都有一定的反射，包括透明物體，光譜系統(tǒng)可以感知微弱的光波信息，從而獲取產(chǎn)品表面數(shù)據(jù)。對(duì)任何材質(zhì)、顏色的產(chǎn)品都適用。

    高精度：在Z軸方向分辨率為0.1um；高精度的光譜系統(tǒng)可以區(qū)分0.1um的高度，保證檢測(cè)質(zhì)量。

    大量程：可在1mm到12mm內(nèi)檢測(cè)；不同款式的光譜檢測(cè)有不同的檢測(cè)量程，最大量程12mm幾乎可以滿(mǎn)足所有產(chǎn)品需求。

    環(huán)境：可在較高溫度、高輻射、黑暗、潮濕等不良環(huán)境下工作；

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

    運(yùn)動(dòng)高精度：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)精度在0.001mm以?xún)?nèi)；

    產(chǎn)能高：視覺(jué)定位時(shí)間在十秒鐘以?xún)?nèi)，單條曲線(xiàn)掃描時(shí)間小于10秒。

    實(shí)時(shí)性高：采用EtherCAT總線(xiàn)控制方式，利用PDO同步功能使位置和測(cè)頭采集數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)；

    兼容性強(qiáng)：兼容所有支持EtherCAT總線(xiàn)控制方式的設(shè)備；

    大角度：掃描角度達(dá)到±60度，實(shí)現(xiàn)平面度、圓弧半徑、不規(guī)則的弧面輪廓檢測(cè)；

    操作簡(jiǎn)單：一鍵自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)判定產(chǎn)品是否合格，一鍵自動(dòng)數(shù)據(jù)分析和導(dǎo)出；

    模塊化設(shè)計(jì)：為適應(yīng)用戶(hù)需求，可隨時(shí)增減設(shè)計(jì)模塊；

    基于以上各種優(yōu)勢(shì)，使SCG-190檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)玻璃的厚度和輪廓度有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

應(yīng)用領(lǐng)域

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和形狀分析；

    物體表面特征；

    三維高度和厚度檢測(cè)及分析；

    空間計(jì)量分析；

3D玻璃曲面輪廓檢測(cè)

檢測(cè)方法及步驟

    一、建立三維基準(zhǔn)坐標(biāo)系（X，Y，Z）：

  圖3                                         圖4  

    說(shuō)明：如圖3所示，利用光譜或視覺(jué)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定位，通過(guò)PLC控制運(yùn)動(dòng)軸使相機(jī)精準(zhǔn)在a、b、c、d、e、f位置拍照成像并通過(guò)軟件自動(dòng)搜索產(chǎn)品邊緣建立X，Y坐標(biāo)系及原點(diǎn)坐標(biāo)，再通過(guò)光譜測(cè)頭在1、2、3、4位置上采集數(shù)據(jù)建立Z坐標(biāo)原點(diǎn)；視覺(jué)定位成像效果如圖4所示。

二、確定掃描位置

 圖5                                         圖6  

    說(shuō)明：手機(jī)曲面屏一般分為雙曲屏和四曲屏，雙曲屏掃描位置如圖5所示，四曲屏掃描位置如圖6所示，掃描前必須把光譜坐標(biāo)系與視覺(jué)坐標(biāo)系和軸坐標(biāo)系建立關(guān)系統(tǒng)一到同一個(gè)坐標(biāo)系下，任何根據(jù)這個(gè)坐標(biāo)系客戶(hù)的要求，準(zhǔn)確控制光譜測(cè)頭的掃描位置與客戶(hù)要求位置相符。

三、掃描方法

    四曲屏的3D曲面弧度比較大，光譜測(cè)頭檢測(cè)角度較小，需要覆蓋整個(gè)曲面，檢測(cè)方法如圖7、圖8所示。

  圖7                                         圖8

    三個(gè)光譜安裝在同一直線(xiàn)上，其中左邊光譜負(fù)責(zé)掃描左邊弧面，中間光譜負(fù)責(zé)掃描背部弧面，右邊光譜負(fù)責(zé)掃描右邊弧面，掃描時(shí)三個(gè)同時(shí)往同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，各個(gè)光譜在各自的掃描范圍進(jìn)行掃描并獲取數(shù)據(jù)，然后通過(guò)拼接技術(shù)將這三條曲線(xiàn)擬合成一條曲線(xiàn)。

光譜掃描圖形

  圖9                                         圖10

圖11

    軟件可以顯示單個(gè)光譜掃描的圖形，如圖9所示，其中藍(lán)色曲線(xiàn)是左側(cè)光譜采集到的數(shù)據(jù)，紅色光譜是中間光譜采集到的曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，綠色曲線(xiàn)為右側(cè)光譜采集到的數(shù)據(jù)，也可以同時(shí)顯示多個(gè)光譜掃描拼接之后的圖形，如圖10所示，如果掃描多條數(shù)據(jù)，還可以把整全部數(shù)據(jù)擬合成一個(gè)3D模型，形象反映被測(cè)物體的輪廓，如圖11所示。

數(shù)據(jù)驗(yàn)證

    依據(jù)輪廓度國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)上述實(shí)現(xiàn)方法掃描出的曲線(xiàn)與三次元設(shè)備測(cè)出某特定位置曲線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比

機(jī)臺(tái)參數(shù)表