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1  引言

    對(duì)于大部分高級(jí)的快速應(yīng)用來說，Ranger是最適合的3D相機(jī)。極至的速度表現(xiàn)，靈活的光學(xué)配置以及第三方的圖象處理軟件，這些構(gòu)成實(shí)現(xiàn)了Ranger檢測(cè)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，可以解決很多實(shí)際問題。世界上很多著名的視覺檢測(cè)設(shè)備制造商選用Ranger作為核心部件來開發(fā)他們的三維檢測(cè)產(chǎn)品。

    Ranger E高速3D相機(jī)可以在非常高速的情況下獲取目標(biāo)物體的整套3D數(shù)據(jù)。第三維數(shù)據(jù)增加了高度和外形輪廓的信息，這在對(duì)物體進(jìn)行正確分類時(shí)非常重要。Ranger產(chǎn)生的3D數(shù)據(jù)將通過標(biāo)準(zhǔn)的接口（例如ClameraLink和千兆以太網(wǎng)）傳送到PC作數(shù)據(jù)分析。

    汽車制造商一直都在尋找一種方法能夠確保及證明以最少的檢測(cè)費(fèi)用，卻能100%做到鐳射熔接后無裂縫的3D品管。基于Ranger E高速3D相機(jī)有著堅(jiān)固的外殼設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的測(cè)量技術(shù)以及快速的影像處理資料傳輸?shù)忍攸c(diǎn)， ATM vision AG與Kawasaki Roboticse公司攜手合作，選擇了Ranger高速3D相機(jī)，為汽車車體組裝中鐳射加工熔接縫檢測(cè)提供了理想的解決方案。

2  熔接縫是產(chǎn)品及制程品管的指標(biāo)

    熔接過程中，鐳射聚集的能量讓相鄰兩個(gè)金屬熔接在一起。使得金屬在很短的時(shí)間內(nèi)快速熔合。在這種技術(shù)下，光束行進(jìn)路徑形成汽化毛細(xì)管現(xiàn)象，然后在冷卻過程中讓金屬熔接。焊接工以兩個(gè)方向做品管指標(biāo)-熔接物件本體及制程穩(wěn)定度。因此他們需要能檢測(cè)細(xì)孔、邊緣裂口、表面裂縫、裂縫間隙或其他表面產(chǎn)生裂縫的測(cè)試設(shè)備。

3  整合到6軸機(jī)器手臂的視覺傳感器

    為了解決這個(gè)問題，ATM vision決定使用SICK Ranger E—目前感應(yīng)速度最快的3D相機(jī)：每秒高達(dá)35000張外形輪廓掃描且每張超過1500個(gè)測(cè)試點(diǎn)，該產(chǎn)品可以應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的3D外形量測(cè)。除了高速測(cè)量速度以外，Ranger E高精度解析能檢測(cè)到微小熔接縫的變化，透過三角量測(cè)法，經(jīng)鐳射光掃描過后的熔接縫外形輪廓直接輸入到視覺晶片處理，Ranger E搭配Gigabit以太界面后能夠快速傳輸資料及即時(shí)處理。ATM vision將Ranger E裝在由Kawasaski出產(chǎn)的六軸機(jī)械手臂上，在固定的工作距離下，機(jī)械手臂以每秒800mm速度導(dǎo)引攝像機(jī)系統(tǒng)，不斷的以鐳射直線掃描熔接縫輪廓。熔接縫輪廓的表面資料100%送回系統(tǒng)處理。由于小于100μm高解析度，即使是粗糙表面也能穩(wěn)定檢測(cè)。若有任何細(xì)孔、裂口及裂縫發(fā)生，檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)回報(bào)到上一層的控制單元。

    使用Ranger E 3D高速相機(jī)能確保及證明熔接后的零件達(dá)到品管標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間立即監(jiān)控熔接過程。熔接縫評(píng)估需以高精確度量測(cè)值為基礎(chǔ)，這樣就能在制造初期中檢測(cè)出瑕疵并提出改善計(jì)劃。