3D inspekce v ocelárně: pro Ranger3 není žádné železo horké

Optická 3D inspekce v horké výrobě oceláren na plynulé lití, teplých válcoven a válcoven trubek – tam, kde jsou na denním pořádku mihotající se povrchy, žár, okuje, nečistoty a vlhkost? Pro společnost IMS Messsysteme GmbH – lídra na trhu v této oblasti – je to důležitá základní kompetence. S Ranger3 od společnosti SICK používá tato firma již více než rok 3D Machine Vision, který výrazně zlepšuje výkon vlastních inspekčních systémů a zároveň otevírá nové oblasti použití a obchodní možnosti.

Streamovací kamera Ranger3 nastavuje ohledně technologie, rychlosti, rozlišení a možnosti integrace budoucí standard v průmyslovém zpracování 3D obrazu. Díky své inovativní technologii ROCC (Rapid-On-Chip-Calculations), vyvinuté společností SICK, může zpracovat až 15,4 GPx za sekundu a umožňuje Full Frame 3D Imaging (2 560 × 832 pixelů) s rychlostí 7 kHz. 3D Machine Vision Ranger3 je tak schopna provádět 3D měření rozměrů, kontur a vlastností povrchu s vysokým rozlišením také v rychlých výrobních a inspekčních procesech a detekovat i sebemenší odchylky a chyby. Snímání kontur laserové linie, která je promítána na objekt, probíhá přitom nezávisle na barvách a kontrastech, jasu prostředí nebo – stejně jako u firmy IMS Messsysteme – na optickém vzhledu vytlačovaných profilů, bram nebo trubek míhajících se v důsledku tepla.

IMS Messsysteme: lídr na trhu v oblasti optické inspekce pro průmysl zpracování oceli, hliníku a kovů

Společnost IMS Messsysteme GmbH v Heiligenhausu vyvíjí a vyrábí izotopové, rentgenové a optické měřicí systémy pro průmyslové použití v průmyslu oceli a neželezných kovů. Firma založená v roce 1980 dnes zaměstnává přibližně 450 pracovníků na pěti kontinentech. „Vypracovali jsme se díky kompletním řešením jako měřicímu systému X-3Dvision na vedoucí pozici na trhu v oblasti technologií pro ocelárny na plynulé lití, teplé válcovny a válcovny trubek,“ říká Dipl.-Ing. Zvezdan Pejovic, manažer výrobků a odbytu pro optické 3D inspekční systémy ve společnosti IMS. Systémy mohou kontrolovat dlouhé profily a trubky v jedné pracovní operaci v těch nejnáročnějších podmínkách, pokud jde o rozměry, kontury a rovnost, a co se týče povrchových vad, jako jsou trhliny, inkrustace, vměstky nebo prohloubeniny. „Čím dříve chybu detekujeme, tím rychleji ji mohou obráběcí procesy opravit, a zamezit tak vzniku zmetků,“ vysvětluje Zvezdan Pejovic. „Proto se naše měřicí systémy používají již při horké výrobě. Profily a trubky zde mají ještě teplotu téměř 1 000 °C, a kladou tak maximální požadavky na měřicí techniku i na mechanickou konstrukci měřicích systémů.“

Měřicí systémy X-3Dvision od firmy IMS jsou používány pro 360° inspekci výrobků s nejrůznějšími geometrickými vlastnostmi. „Pro kontinuální snímání celého povrchu profilů nebo trubek integrujeme více kamer a laserových osvětlení do kruhové měřicí konstrukce, kterou dlouhý produkt prochází za účelem inspekce,“ vysvětluje Zvezdan Pejovic základní strukturu systému. „Komponenty měřicí techniky jsou integrované do stabilní rámové konstrukce, kde jsou chráněny před přímým kontaktem s náročným prostředím. Kamery a laserové vysílače jsou navíc chlazeny vzduchem a vodou, aby byly zajištěny stabilní teploty prostředí a tím i přesné a reprodukovatelné výsledky měření.“ A přesnost je jednou ze silných stránek měřicích systémů od společnosti IMS: k měření kontur používá tato firma typické rozlišení 0,05 mm a reprodukovatelnost ± 0,08 mm – a při povrchové inspekci jsou spolehlivě měřeny a detekovány rýhy, trhliny a škrábance například o šířce 0,3 mm, délce 10 mm a hloubce 0,3 mm (příklad z existující instalace za tahovou redukovnou ve vztahu k výrobní rychlosti 10 m/s). Jak měření rozměrů a kontur, tak i inspekce povrchů probíhá se specifikovanou přesností a reprodukovatelností až do rozsahu méně než jeden milimetr, a zaručuje tak výrobky nejvyšší kvality.

Měřicí systém s 22 kamerami Ranger3 pro kompletní spektrum profilů

V závislosti na druhu a kontuře dlouhého produktu se v měřicích systémech od firmy IMS používají pro 360° inspekci tři až osm kamer. „Do jednoho z našich nejnovějších zařízení jsme však integrovali výrazně více 3D Machine Vision, jmenovitě 22 ks Ranger3,“ prohlašuje Zvezdan Pejovic. „Splnili jsme tak přání jednoho zákazníka, který si pro své kompletní portfolio profilů H, L, C a CZ a štětových stěn přál unikátní, vysoce přesný měřicí a inspekční systém.“ 

Pro výpočet 3D dat přímo v kameře vyvinula společnost SICK technologii ROCC. CMOS senzor Ranger3 přebírá přepočet snímané laserové linie na objektu do přesného zobrazení jeho 3D profilu. To znamená, že kamera bez náročného následného zpracování poskytuje hotové 3D souřadnice pro měřicí systém X-3Dvision od společnosti IMS. Rozhraní Gigabit Ethernet streamovací kamery současně zaručuje přenos také větších množství měřených dat v reálném čase. „Za jednu sekundu vytvoří kamery v závislosti na aplikaci až 24 000 profilů, což znamená kapacitu dat všech kamer až 4 Gbit za sekundu,“ potvrzuje Zvezdan Pejovic. „S použitím kamer Ranger3 od firmy SICK jsme náš X-3Dvision inovovali na inline systém pro multiprofilovou inspekci. Ten je schopen dosahovat velmi vysoké přesnosti i při náročných rychlostech. Současně může včas oznámit i sebemenší odchylky, aby byla umožněna bezprostřední korekce v procesu lití nebo válcování.“

S Ranger3 do nových aplikací

Pomocí streamovací kamery Ranger3 však společnost IMS zaručuje nejen maximální technickou kvalitu procesů a výrobků, ale této firmě se otevírají také nové příležitosti na trhu. „Vysoké rychlosti měření a přenosu 3D Machine Vision od firmy SICK otevírají našim inspekčním systémům nové oblasti použití všude tam, kde se vyrábí s vysokými procesními rychlostmi,“ vysvětluje Zvezdan Pejovic. „To se týká například výroby kolejí – a ještě mnohem více výroby tyčových materiálů nebo válcovaných drátů s rychlostmi posuvu až 100 m/s.“ 

Pro firmu IMS je kamera Ranger3 důležitá nejen kvůli jejímu výkonu, ale také kvůli jejímu potenciálu jako „enabling technology“ pro budoucí oblasti použití měřicích systémů firmy.