Phép trắc quang Xposure cung cấp khả năng quét bề mặt 3D nội tuyến nhanh

Xposure:Photometry, được phát triển bởi Viện Công nghệ Áo (AIT), là một máy quét bề mặt 3D nội tuyến nhanh được thực hiện bởi một máy ảnh thông minh tốc độ cao. Nó được thiết kế cho các nhiệm vụ kiểm tra bề mặt nội tuyến quang học phổ biến trong nhiều quy trình sản xuất công nghiệp.

Các phương pháp quét 2D thông thường không thể phân biệt giữa các khuyết tật giả – chẳng hạn như bụi bẩn trên bề mặt của bộ phận được sản xuất – và các khuyết tật 3D thực tế như vết trầy xước, đường vân, gai, lỗ kim hoặc nếp nhăn. Đồng thời, các phương pháp kiểm tra 3D hiện tại không thể xử lý tốc độ cao, đối với các vật thể đơn lẻ cũng như tốc độ vận chuyển cao của vật liệu vô tận.

Xposure: Phép trắc quang giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp công nghệ máy ảnh thông minh và hình ảnh âm thanh nổi trắc quang (PS) rất nhanh để làm nổi bật các khuyết tật 3D nhỏ thực tế trên bề mặt đối tượng, đồng thời phân biệt chúng với các khuyết tật giả.

Hình ảnh âm thanh nổi trắc quang được biết đến như một phương pháp tạo bóng từ hình dạng để tái tạo hình dạng đối tượng 3D từ các hình ảnh phẳng được chụp từ nhiều hướng chiếu sáng. Nó nhạy cảm với những sai lệch nhỏ của cấu trúc bề mặt đối tượng, bắt nguồn từ những thay đổi cục bộ của vectơ pháp tuyến cục bộ bề mặt. Quá trình xử lý âm thanh nổi trắc quang vốn tính toán các hình ảnh khác nhau về cấu trúc bề mặt của đối tượng theo các hướng chiếu sáng khác nhau, giúp làm nổi bật các khuyết tật bề mặt 3D nhỏ.

Để chiếu sáng đối tượng, AIT thường sử dụng một bộ bốn nguồn ánh sáng đường nét nhanh. Xposure:Photometry có thể được kết hợp với Xposure của AIT  :  Các nguồn ánh sáng dòng flash , nhưng cũng tương thích với nhiều loại đèn nhấp nháy nhanh có sẵn trên kệ.

Máy ảnh quét nhiều dòng của AIT,  Xposure:Camera , được gắn phía trên bề mặt của đối tượng được kiểm tra. Máy ảnh thu được mọi điểm trên bề mặt của vật thể bốn lần, cho bốn hướng chiếu sáng khác nhau. Một FPGA trong máy ảnh sẽ tính toán hình ảnh suất phản chiếu (hình ảnh 2D thông thường của bề mặt) và hình ảnh độ dốc biểu thị vectơ pháp tuyến bề mặt tại mỗi điểm bề mặt thu được.

Đầu ra của FPGA có thể được sử dụng trực tiếp để kiểm tra bề mặt 3D nội tuyến. Hơn nữa, quá trình xử lý có thể đóng vai trò là bước tiền xử lý để cung cấp cho các bộ phân loại đối tượng cổ điển hoặc dựa trên AI dữ liệu âm thanh nổi trắc quang phong phú về bề mặt của các đối tượng, nhằm làm cho các bộ phân loại có tính phân biệt cao hơn.

Xposure: Phép trắc quang kết hợp chụp tốc độ cao 2D với chụp bề mặt 3D trên máy ảnh, theo hiểu biết của AIT, hiện không có trên thị trường. Khi đủ độ dốc bề mặt 1D, hệ thống có thể đạt tốc độ thu nhận 300kHz bằng cách sử dụng hai hướng ánh sáng. Khi yêu cầu độ dốc bề mặt 2D đầy đủ, 200kHz đạt được bằng cách sử dụng ba hướng ánh sáng. Cuối cùng, khi nhắm mục tiêu tối ưu, thông tin 3D của cấu trúc bề mặt, hệ thống có thể chạy ở tần số 150kHz bằng bốn hướng ánh sáng.

Trong cấu hình có độ chính xác cao, Xposure:Photometry cung cấp các đường có chiều rộng 2.048 pixel ở tốc độ đường 150kHz và với tốc độ đường 300kHz cho cấu hình có độ chính xác thấp hơn.

Các ứng dụng tiềm năng bao gồm: kiểm tra dây, trong đó các khuyết tật vật liệu trên bề mặt dây có thể được xác định khi chúng được kéo ở tốc độ 100m/s; kiểm tra bản in và kiểm tra các điện cực của pin, được làm bằng vật liệu rất sẫm màu – Xposure: Phép trắc quang nhạy cảm với sự khác biệt về giá trị thang độ xám và do đó có thể phát hiện nhanh các khuyết tật như vết xước và lỗ kim trên bề mặt tối.

Xposure:Photometry đã lọt vào danh sách rút gọn tại Giải thưởng Tầm nhìn diễn ra trong triển lãm VISION 2021 gần đây ở Stuttgart, Đức.

Để biết thêm thông tin: www.ait.ac.at