빛으로 조절
카메라 지원 정렬 및 측정 시스템은 기계 공학에서 직진도 및 평탄도를 정확하고 신속하게 측정합니다.
직진도(straightness) 와 정렬도(alignment)는 대형 기계 구성요소와 레일 구조에서의 작동에서 필수적인 요소입니다. 작은 불일치도 마모가 증가하고 완전히 시스템을 마비시킬 수 있기 때문입니다. 정확한 정렬과 측정에 따른 선형 가이드는 시스템의 품질과 수명에 결정적이라고 할 수 있습니다. 뮌헨의 HOFBAUER OPTIK Mess- & Prüftechnik 는 ELWI-GER 3000를 사용하여 기계 및 특수 기계 제조업체에 적합한 계측기를 제공합니다. 광학 정렬과 측정 시스템은 uEye 산업용 카메라를 사용하여 정확하고 빠르게 작동하며 최대 100m 길이의 장거리에 적합합니다.
어플리케이션
전자 자동 콜리메이터는 비접촉식 고정밀 측정을 위해 절대값을 갖는 직진도를 사용합니다. 표면 또는 가이드의 가장 작은 직진도 편차는 각도 변경으로 감지할 수 있습니다. 이를 위해 평행한 개별 빔을 갖는 광 패키지는 광학 시스템을 떠나 평면 미러에 의해 다시 반사됩니다. HOFBAUER OPTIK의 ELWI-GER 3000 전자 자동 콜리메이터는 2차원의 정확하고 빠른 직진도 및 평탄도 측정을 가능하게 합니다. 플렉서블 시스템은 리니어 가이드의 정렬 및 제어는 물론 대형 부품 및 레일 시스템의 곡률 측정을 위해 기술 표면에 사용할 수 있습니다. 따라서 트랙 및 터널 건설과 마찬가지로 플랜트 건설에도 적합합니다. 직진도 표준으로 석재 자를 테스트하는 작업에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 길이가 160cm인 화강암 자는 5분 이내에 < 0.5 µm/m의 정확도로 측정이 가능합니다. 광학 테스트 장치는 X 및 Y 방향의 직진도를 동시에 기록하며 모든 위치(공간 축)에서 사용할 수 있습니다. 이 시스템에는 측정헤드와 조정가능한 홀더, 측정 거울, 부착 레이저 및 디스플레이 장치에 대한 해당 USB 연결과 같은 광범위한 액세서리가 포함됩니다. 그럼에도 불구하고 크기가 작고 배터리모드에서 최대 8시간 작동하여 서비스 어플리케이션에 이상적입니다.
이 시스템은 어플리케이션과 실습 중심의 직관적 터치 스크린이 있는 강력한 IP65 호환 태블릿을 사용하여 직접 제어됩니다. 측정 시스템의 데이터 전송 및 원격 제어는 스마트폰을 통해 수행할 수 있습니다. 추가 PC 없이 직접 직진도 평가가 가능합니다. 문서 추적 기능이 있는 자동 프로토콜은 각 측정 후 PDF 형식의 보고서로 제공됩니다.
카메라 기술로 빠르고 정확하게
“ELWI-GER 3000 을 사용하여 기계 공학 분야의 정밀 측정 기술을 지속적으로 개발하고 있습니다. IDS Imaging Development Systems의 통합된 uEye 산업용 카메라가 이제 크게 기여하고 있습니다” HOFBAUER OPTIK Mess- & Prüftechnik의 오너이자 개발 매니저인 Engelbert Hofbauer 박사는 설명합니다.
이 시스템은 단색 LED 조명에서 십자선 또는 비네팅된 조명 영역(예: 이미지 가장자리 음영) 을 볼 수 있습니다. 이 결과는 동일한 직경의 두 원형 영역의 상관 함수에서 수학적으로 나타납니다. 이는 원거리 거울로부터 방출된 광콘의 반사에 의해 자동콜리메이션 동안 일어납니다. 이미지와 카메라에서의 강도 분포는 규칙적인 원형 원뿔을 만들어서 여러 어플리케이션에서(V-SPOTs) 볼 수 있습니다. V-SPOT의 정확한 위치는 서브 픽셀 정확도(< 1/50 픽셀 피크-베리 및 제곱평균으로부터의 1/100편차)로 계산됩니다. 이를 바탕으로 최대 3차원 및 최대 3도의 위치 자유도에 해당하는 각도가 결정됩니다.
특허받은 비네팅 방법으로 Hofbauer는 고전적인 자동 콜리메이팅 방법의 문제를 극복하고 매우 큰 각도(1000초= 17mm/m)에서도 100m 길이를 측정하고 틸트 방법에 따라 평가할 수 있는 세계 유일의 회사입니다.
측정 기술
사용자는 두 가지 가능한 측정 방법을 사용할 수 있습니다. 경사 측정 방식으로 미러베이스 또는 선형 가이드웨이에 있는 가이드캐리지에 있는 측정 거울을 시험편 위에 똑같이 큰 단계로 이끌고 경사의 변화를 측정합니다. 직진도는 부분 섹션들로부터 결정된 높이 차이들의 합산에 의해 결정되고 보여집니다. 이 방법을 사용하면 가장 낮은 측정 불확실성으로 최고의 정확성을 달성할 수 있습니다. 대안으로 어플리케이션에 따라 높이 측정 방법을 사용하여 측정할 수도 있습니다. 반사기는 적절한 베이스를 통하거나 선형 슬라이드 또는 가동축(기계테이블, 크로스빔 등)에 부착되고 경로상 임의의 지점에 위치할 수 있습니다. 이상적인 직선(광축)과의 편차를 측정하여 즉시 직접 표시됩니다. 이점: 조정 프로세스는 직접 수행할 수 있습니다.
카메라 모델
ELWIMAT-GER 3000에는 고객의 어플리케이션에 따라 uEye 카메라 제품군의 산업용 카메라가 각각 하나씩 있습니다. GigE 또는 USB 3.1 Gen 1 인터페이스와 함께 보드 레벨과 하우징 레벨의 다양한 모델을 사용할 수 있습니다. 저렴한 프로젝트 카메라이거나 소형 파워팩에 모두 손쉬운 사용이 가능하고, 긴 서비스 수명과 장기 가용성을 갖습니다. 모든 모델은 100퍼센트 품질 테스트를 거쳐 사전 교정을 완료하였습니다. 광범위한 IDS 소프트웨어와 IDS 표준 플러그 앤 플레이 덕분에 빠르고 쉽게 통합되어 경제적입니다.
UI-3272LE-M-VU는 혁신적인 USB Type-C가 있는 uEye LE USB 3.1 Gen 1시리즈로서 가성비가 뛰어나며 다양한 프로젝트에 적용될 수 있는 카메라 입니다. USB Power Delivery 를 통해 I/O포트에서 전원공급을 제공합니다. 3MP 픽셀 급에서 최고의 이미지 센서 중 하나인 Sony IMX265 영역 센서가 장착되어 있습니다. 글로벌 셔터 CMOS 센서의 1/1.8” 사이즈는 다양한 종류의 렌즈를 사용할 수 있습니다. 이 카메라는 최대 해상도에서 최고 57 fps 과 Full HD 해상도에서 80fps 프레임률을 제공합니다. (3.2 MP:2056 x 1542 px) 따라서 USB3.1 Gen1 카메라는 머신 비전 어플리케이션의 시각화 작업에 완벽하게 적합합니다. 보드레벨 제품군은 수직 (-VU), 수평 USB Type C 커넥터가 제공되고, GPIO, 트리거, 플래시를 위한 10-pin I/O SMD 커넥터가 있습니다.
빠른 USB 3.1 Gen 1 기술로 데이터 전송 속도는 동일하거나 훨씬 긴 케이블 길이로 480 MBit/s 에서 5 GBit/s 로 증가할 수 있습니다. 전체 화면 모드에서 측정 주파수는 12fps에서 57fps로 5배 증가합니다. 진동 및 주파수 분석의 특수 어플리케이션을 위해 서브 샘플링 및 비닝 방법 뿐아니라 AOI기술을 사용하여 클럭 속도를 KHz 범위로 확장할 수 있습니다.
소프트웨어
Hofbauer는 IDS Software Development Kit 를 사용하여 산업용 카메라를 시스템에 통합합니다. “IDS SDK를 사용하면 모든 IDS 카메라에 대해 일관된 프로그래밍 인터페이스를 활용할 수 있습니다. 프로그래밍은 USB 2, USB 3.1 Gen 1 과 GigE에 모두 가능합니다.“ Hofbauer 박사는 설명합니다. “또한 소프트웨어 변경없이 새로운 카메라 모델이 지원됩니다. 이는 사용자 친화적인 조작성과 측정 기술에 대한 최고 요구 사항을 조정하려는 우리의 목표와 완벽하게 일치합니다.” IDS 소프트웨어를 사용하는 다른 이유는 EEPROM와 GPIO와 같은 추가 기능을 간단하게 사용했기 때문입니다. 이 SDK는 Windows, Linux와도 호환됩니다.
전망
기계 및 플랜트 엔지니어링에는 직진도와 정렬이 반드시 필요합니다. ELWI-GER 3000을 사용하면 다양한 어플리케이션에서 결과를 간단하게 측정, 조정, 기록할 수 있습니다. 가장 작은 각도 변화도 측정할 수 있습니다. 경쟁사와 달리 직진도 측정을 위해 미터 당 0.5 마이크로 미터의 정확도, 즉 100m 측정거리당 0.05mm로 100m이상의 측정을 할 수 있습니다. 광범위한 액세서리 사용이 가능할 뿐 아니라 유연하고 유동적인 적용이 가능하여 고객들이 사용할 때 많은 이점이 있습니다. 카메라가 지원되고 오직 조명만 사용되는 이 시스템은 비접촉식 “평면 상태”를 보장합니다.
1) GigE uEye CP 산업용 카메라: PoE 기능을 갖춘 산업용 어플리케이션을 위한 초소형 파워팩
사용 모델: UI-5240CP-NIR-GL Rev.2
카메라 제품군: uEye CP
2) GigE uEye LE 보드 레벨의 산업용 카메라 뛰어난 이미지 품질과 추가 기능을 갖춘 소형 CMOS 단일 보드 카메라
사용 모델: UI-5244LE-NIR-GL
카메라 제품군: uEye LE
3) uEye LE USB 3.1 Gen 1: USB Type-C 커넥터 및 USB 전원 공급 장치가 포함된 비용효율적이고 다양한 프로젝트에 적용할 수 있는 카메라
사용 모델: UI-3272LE-M-VU
카메라 제품군: uEye LE
고객사
HOFBAUER OPTIK Mess- & Prüftechnik는 광학 계측 회사입니다. 이 회사는 측정기술과 사용자 친화적인 조작성을 위해 광학산업 및 기계공학을 위한 소프트웨어 및 솔루션을 포함한 장치를 개발합니다.
