SCG-190檢測設(shè)備

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

圖1 SCG-190檢測系統(tǒng)機(jī)臺

傳統(tǒng)接觸式測量

圖2 傳統(tǒng)接觸式測量儀器

    接觸式：三次元探針接觸測量，極可能對產(chǎn)品造成損壞；

    速度：單條輪廓測量三分鐘以上，速度慢，時間長；

    精度：接觸造成產(chǎn)品損壞減低數(shù)據(jù)精度；

    傳統(tǒng)接觸式測量儀器如圖2所示。

非接觸式測量

傳感器優(yōu)勢

    非接觸式檢測：不與產(chǎn)品直接接觸，對產(chǎn)品不造成任何損傷；SCG-190檢測設(shè)備通過光譜系統(tǒng)收集產(chǎn)品表面反射回來的光波進(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)品在檢測過程中不受任何損壞。

    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，準(zhǔn)確判定。

    速度快：視覺快速定位，定位時間在10秒以內(nèi)；500萬以上的高像素相機(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)：無材質(zhì)要求（包括透明物體）；所有物體對光都有一定的反射，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，保證檢測質(zhì)量。

    大量程：可在1mm到12mm內(nèi)檢測；不同款式的光譜檢測有不同的檢測量程，最大量程12mm幾乎可以滿足所有產(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

    運(yùn)動高精度：運(yùn)動控制系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)，運(yùn)動精度在0.001mm以內(nèi)；

    產(chǎn)能高：視覺定位時間在十秒鐘以內(nèi)，單條曲線掃描時間小于10秒。

    實時性高：采用EtherCAT總線控制方式，利用PDO同步功能使位置和測頭采集數(shù)據(jù)一一對應(yīng)；

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

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

    操作簡單：一鍵自動檢測、自動判定產(chǎn)品是否合格，一鍵自動數(shù)據(jù)分析和導(dǎo)出；

    模塊化設(shè)計：為適應(yīng)用戶需求，可隨時增減設(shè)計模塊；

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

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及分析；

    空間計量分析；

3D玻璃曲面輪廓檢測

檢測方法及步驟

    一、建立三維基準(zhǔn)坐標(biāo)系（X，Y，Z）：

  圖3                                         圖4  

    說明：如圖3所示，利用光譜或視覺對產(chǎn)品進(jìn)行定位，通過PLC控制運(yùn)動軸使相機(jī)精準(zhǔn)在a、b、c、d、e、f位置拍照成像并通過軟件自動搜索產(chǎn)品邊緣建立X，Y坐標(biāo)系及原點坐標(biāo)，再通過光譜測頭在1、2、3、4位置上采集數(shù)據(jù)建立Z坐標(biāo)原點；視覺定位成像效果如圖4所示。

二、確定掃描位置

 圖5                                         圖6  

    說明：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)系與視覺坐標(biāo)系和軸坐標(biāo)系建立關(guān)系統(tǒng)一到同一個坐標(biāo)系下，任何根據(jù)這個坐標(biāo)系客戶的要求，準(zhǔn)確控制光譜測頭的掃描位置與客戶要求位置相符。

三、掃描方法

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

  圖7                                         圖8

    三個光譜安裝在同一直線上，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，掃描時三個同時往同一個方向運(yùn)動，各個光譜在各自的掃描范圍進(jìn)行掃描并獲取數(shù)據(jù)，然后通過拼接技術(shù)將這三條曲線擬合成一條曲線。

光譜掃描圖形

  圖9                                         圖10

圖11

    軟件可以顯示單個光譜掃描的圖形，如圖9所示，其中藍(lán)色曲線是左側(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數(shù)據(jù)，綠色曲線為右側(cè)光譜采集到的數(shù)據(jù)，也可以同時顯示多個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3D模型，形象反映被測物體的輪廓，如圖11所示。

數(shù)據(jù)驗證

    依據(jù)輪廓度國際標(biāo)準(zhǔn)，通過上述實現(xiàn)方法掃描出的曲線與三次元設(shè)備測出某特定位置曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行對比

機(jī)臺參數(shù)表