Como 6 Recursos Principais Permitem que Scanners 3D Industriais Superem Desafios de Ambientes Hostis

No início deste mês, a Photoneo lançou a nova geração do Scanner 3D PhoXi com muitas atualizações significativas. Por que fizemos essas mudanças e como elas ajudarão clientes em suas aplicações industriais? Marcel Svec, Diretor de Sensoriamento 3D da Photoneo, e Svorad Stolc, Chefe de P&D, ajudam a responder a estas perguntas no artigo a seguir.

Desempenho estável em condições industriais adversas

A crescente necessidade de automação inteligente fez com que a visão 3D, como parte integral da robótica guiada por visão, tenha se expandido continuamente para novos mercados. Gradualmente, a visão 3D entrou em áreas de aplicação como guiamento de robô, bin picking, manipulação avançada de objetos, despaletização, correção de caminho, montagem, controle de qualidade, inspeção, ou avaliação de forma.

Estas soluções de automação frequentemente precisam ser implementadas em ambientes industriais desafiadores que expõem sistemas de visão 3D a poeira, umidade, água, luz ambiente, ou temperaturas altas, baixas e até variáveis. Estes fatores colocam requisitos exigentes tanto no hardware quanto no desempenho de sistemas de visão 3D. Os melhores dispositivos de digitalização 3D precisam ser completamente otimizados e fornecer precisão micrométrica e alta resolução — ainda assim, também precisam suportar ambientes industriais adversos para manter seu desempenho de mais alta qualidade em condições difíceis. Existem vários aspectos que afetam a durabilidade de modernos sistemas de visão 3D e ajudam a manter seu desempenho estável e preciso em circunstâncias desafiadoras. Em que consistem?

Estabilização térmica

Para estender a gama de aplicações possíveis e garantir que um scanner 3D fornecerá desempenho estável e confiável não apenas em temperaturas altas ou baixas, mas também sob condições térmicas variáveis — o que geralmente representa um grande desafio para sistemas de visão 3D — ele precisa apresentar um modelo avançado de calibração térmica. Este recurso permitirá que você implante seu scanner em aplicações que exigem exposição do dispositivo a condições térmicas verdadeiramente exigentes e seu desempenho permanecerá inalterado.

Power over Ethernet

Frequentemente, dispositivos de digitalização 3D apresentam dois conectores diferentes — conectores personalizados fornecendo energia, e conectores Ethernet ou USB permitindo comunicação de dados. Esta configuração é mais cara, mais complicada no que diz respeito à instalação, e também pode impor mais limitações, por exemplo, no comprimento do cabo.

PoE — Power over Ethernet, é uma solução técnica elegante que fornece tanto dados quanto energia através de um único cabo. Oferece muitos benefícios que o tornam uma escolha preferida para adoção em ambientes industriais. PoE é confiável, estável e robusto. É custo-efetivo em termos de instalação e manutenção, e também seguro, pois garante proteção contra sobrecorrente, subcorrente e falhas. PoE oferece grande flexibilidade, pois é baseado em padrões, garantindo interoperabilidade entre diferentes fornecedores. Outra vantagem do PoE é que permite aos usuários usar cabos mais longos que 30 m.

Embora PoE seja a opção preferida, decidimos suportar dois padrões para atender às necessidades de todos os clientes — então usuários também podem alimentar seus dispositivos por 24 V. Esta alternativa também é confiável e segura, operando com circuitos limitadores para proteger contra curtos-circuitos. Outra vantagem é que 24 V tem capacidades de ride-through mais altas, o que ajuda os dispositivos a sobreviver melhor a quedas de tensão. Em caso de acidente, não há risco de lesão pessoal.

IP65: À prova de poeira e resistente à água

Alta qualidade mecânica não apenas garante que o dispositivo possa trabalhar confiavelmente em condições desafiadoras sem sofrer danos, mas também minimiza o risco de serviços desnecessários e custos de reparo relacionados. O sistema universal de classificação IP fornece a compradores e usuários uma conta muito exata de quão seguro é usar um dispositivo em ambientes e aplicações específicas. A classificação IP consiste em dois dígitos. O primeiro dígito indica quanta intrusão sólida o produto pode suportar, e o segundo dígito indica o grau de tolerância à água.

Scanners 3D de grau industrial devem visar no mínimo IP65. Scanners com esta classificação são completamente à prova de poeira e protegidos contra jatos de água de baixa pressão, 6,3 mm, vindos de qualquer direção e em qualquer ângulo. Você pode assim usar os scanners em galpões empoeirados ou úmidos, sem precisar se preocupar com partículas sólidas e líquidos entrando na carcaça e danificando o dispositivo. Ainda assim, embora tais ambientes não danifiquem o dispositivo, geralmente não são ideais se você precisa alcançar digitalizações de alta qualidade e baixo ruído, pois afetam significativamente as condições ópticas da aquisição.

Conectores M12

Conectores M12 tornaram-se a escolha preferida para aplicações industriais por várias razões. Conectores com travas de rosca fornecem conexão confiável e segura, e seu design circular garante robustez imbatível que protege o dispositivo de poeira, umidade e outros contaminantes, mas também contra efeitos potenciais de impacto, vibração ou mudanças de temperatura. Um grande ponto positivo também é seu tamanho compacto com relação à necessidade crescente em aplicações industriais para miniaturização de componentes e demandas cada vez maiores para transmissão de energia e dados.

GPU Rápida

Tempo é um fator crítico em digitalização 3D, portanto fizemos melhorias significativas neste aspecto também. Utilizando o poder do NVIDIA Jetson TX2, a nova geração do Scanner 3D PhoXi permite que usuários economizem 40% do tempo de computação, o que faz 200 ms do tempo total de escaneamento. Isso pode encurtar o tempo de ciclo ou, no caso de uma aquisição mais longa, fornece dados de maior qualidade e em menos tempo do que antes. Outra vantagem de usar uma GPU é que a computação roda no dispositivo, o que economiza recursos do PC, deixando espaço para mais aplicações do usuário.

Firmware Poderoso

Como software e firmware são componentes inextricáveis de qualquer sistema de visão 3D, foi importante fazer atualizações nestas áreas também. Junto com melhorias gerais, o firmware agora oferece mais configurações de usuário para melhor controle de todo o processo de escaneamento. Também vem com algoritmos atualizados para supressão de luz ambiente, graças aos quais os scanners 3D entregam desempenho superior mesmo em configurações de luz ambiente brilhante — um fator que geralmente representa grandes desafios para sistemas de visão 3D.

Outra grande atualização refere-se a filtragem de reflexão — os novos algoritmos inteligentes removem artefatos que ocorrem em áreas de geometrias de cena complexas onde a reflexão de padrões projetados causa ruído e medições incorretas. Isso acontece com qualquer tipo de dispositivo de escaneamento que use seu próprio método de iluminação. Graças ao novo filtro de reflexão, os scanners 3D eliminam significativamente medições erradas.

Leia mais sobre supressão de luz ambiente & filtragem de inter-reflexão em outro post do blog que estamos preparando para você.