ZFokus Depth-from-Focus Ein neues Prinzip für die 3D-Inline-Inspektion

Die 3D-Kamera ZFokus von senswork erzeugt mit dem Depth-from-Focus-Verfahren detailierte 3D-Bilder für die Inspektion.
Die 3D-Kamera ZFokus von senswork erzeugt mit dem Depth-from-Focus-Verfahren detailierte 3D-Bilder für die Inspektion.

Die optische 3D-Inspektion hat sich heute bereits in vielen industriellen Fertigungsumgebungen etabliert. An Kleinstbauteilen scheitern bisher die meisten Verfahren. Senswork beantwortet die Probleme mit der neuen 3D-Inline-Kamera ZFokus.

Laserlinientriangulation, Streifenlichtprojektion oder Time-of-Flight-Kameras erfassen in der Fertigung die dritte Dimension von Produkten. So können Fehler erkannt und Bauteile lokalisiert werden. Trotzdem stellt nach wie vor die dreidimensionale Inspektion von Kleinstbauteilen wie Stecker-Komponenten, Mikro-Spritzgussteilen, elektronischen SMD-Bauteilen oder auch Lötstellen die aktuell verfügbaren 3D-Sensoren vor hohe, wenn nicht sogar unüberwindbare Herausforderungen. Diesem Thema hat sich die Firma senswork (ein Systemhaus für industrielle Bildverarbeitung) gewidmet und mit ZFokus eine neuartige 3D-Inline-Kamera nach dem Prinzip Depth-from-Focus auf den Markt gebracht.

Genauigkeit von bis zu 10 µm

ZFokus findet in getakteten Inline-Prozessen oder auch bei der Offline-Prüfung in der hochauflösenden 3D-Bewertung von Klein- und Kleinstbauteilen ihre Anwendung. Die klassischen Technologien wie Laserscanning und Streifenlichtprojektion sind aus zahlreichen Gründen für die Überprüfung ungeeignet. Hauptgründe sind störende Artefakte an Bauteilkanten, Probleme mit Überstrahlung und Reflexion am Bauteil sowie Abschattungen, die generell durch das Triangulationsprinzip bedingt sind.

Bei der Depth-from-Focus-Methode (DfF oder auch Fokusvariation) werden zur Berechnung der 3D-Bildinformation vom ZFokus-System mehrere hundert Bilder in unterschiedlichen Abstandspositionen zum Bauteil in kürzester Zeit aufgezeichnet (typischerweise 1-2 Sekunden). Auf ortsabhängigen Fokuswerten im Bild berechnet die Kamera dann eine 3D-Höhenkarte des Bauteils. Um die vorschubsynchrone Aufzeichnung kümmert sich der ZFokus-Controller, die Berechnung der 3D-Daten erfolgt auf einem handelsüblichen aber leistungsstarken Embedded-PC nahezu in Echtzeit zur Bildaufnahmesequenz.

Bilder: 10

ZFokus Depth-from-Focus

Die ZFokus 3D-Inline-Kamera von senswork bietet wichtige Features für verschiedene Inspektionsaufgaben.