3D-Zeilenkameras für die Inline-Oberflächeninspektion

Allied Vision hat die Kameraserie 3DPIXA evo compact CXP vorgestellt, eine Familie von Zeilenkameras für Machine Vision, die 3D-Tiefendaten und RGB-Farbinformationen gleichzeitig in einem einzigen Erfassungszyklus aufnehmen können. Die Systeme sind für industrielle Inline-Inspektionsumgebungen ausgelegt, in denen geometrische Messungen und Oberflächendefekterkennung bei Produktionsgeschwindigkeit ohne separate Bildgebungssysteme erfolgen müssen.

Kombinierte 3D-Metrologie- und Farbinspektionsarchitektur
Industrielle Inspektionsworkflows erfordern häufig getrennte Systeme für dimensionale Messungen und visuelle Defekterkennung. Die Analyse von Oberflächengeometrien basiert typischerweise auf 3D-Bildgebung, während die Inspektion kosmetischer Defekte hochauflösende Farbbildgebung voraussetzt. Die Kombination beider Funktionen in einer einzigen Erfassungspipeline kann Integrationskomplexität, Synchronisationsaufwand und Inspektionslatenz reduzieren.

Die 3DPIXA evo compact CXP-Serie adressiert diesen Bedarf durch die Kombination GPU-beschleunigter Stereo-Verarbeitung mit einem trilinearen CMOS-Farb-Zeilensensor. Die Architektur ermöglicht die gleichzeitige Generierung vollständiger 3D-Punktwolkendaten und eines 3 × 8-Bit-RGB-Bildoutputs in einem einzigen Scanvorgang.

Dieser Ansatz ist in automatisierten Inspektionsumgebungen relevant, in denen Durchsatz und deterministische Erfassungszeitpunkte entscheidend sind, darunter Elektronikfertigung, Inspektion von Automotive-Komponenten, Qualitätskontrolle in der Luft- und Raumfahrt sowie Halbleiterproduktion.

CoaXPress-Datendurchsatz für High-Speed-Machine-Vision
Ein zentrales technisches Merkmal der Plattform ist die 4-Lane-CXP-12-Schnittstelle, basierend auf der neuesten Generation des CoaXPress-Machine-Vision-Standards.

Die Schnittstelle unterstützt einen aggregierten Datendurchsatz von bis zu 50 Gbit/s über Koaxialverkabelung und ermöglicht damit die Übertragung hochbandbreitiger kombinierter 3D- und RGB-Datensätze ohne Erfassungsengpässe. Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ist in Zeileninspektionssystemen essenziell, in denen sich schnell bewegende Objekte kontinuierlich ohne Frame-Verlust erfasst werden müssen.

Die Kameras unterstützen eine maximale trilineare Zeilenrate von 68 kHz über die gesamte Produktfamilie hinweg und ermöglichen damit die vollständige Oberflächenerfassung bewegter Produktionsobjekte in kontinuierlichen Inspektionsprozessen.

Der Einsatz digitaler Micro-BNC-Schnittstellen reduziert den physischen System-Footprint und hält gleichzeitig die für Multi-Gigapixel-Inspektionsanwendungen erforderliche Bandbreite aufrecht.

Auflösungsabwägungen für unterschiedliche Inspektionsaufgaben
Die Produktfamilie ist nach Pixelgröße segmentiert und umfasst Varianten mit 8 Mikrometer, 10 Mikrometer und 12 Mikrometer, die jeweils für unterschiedliche Inspektionsanforderungen optimiert sind.

Das 8-Mikrometer-Modell bietet die höchste optische Präzision mit einem Sichtfeld von 36 mm, rund 4.500 Messpunkten, einer Höhenauflösung von 2,25 Mikrometer und einem Höhenmessbereich von 1,32 mm. Diese Konfiguration eignet sich für die hochpräzise Detailinspektion kleiner Komponenten, bei denen Dimensionsgenauigkeit im Mikrometerbereich erforderlich ist.

Die 10-Mikrometer-Version bietet einen ausgewogenen Mittelweg zwischen Auflösung und Abdeckung mit einem Sichtfeld von 56 mm, rund 5.600 Messpunkten, einer Höhenauflösung von 3,22 Mikrometer und einem Höhenmessbereich von 1,89 mm. Diese Konfiguration eignet sich für allgemeine Inline-3D-Inspektionsanwendungen.

Die 12-Mikrometer-Variante priorisiert größere Abdeckung und höheren Durchsatz mit einem Sichtfeld von 75 mm, rund 6.250 Messpunkten, einer Höhenauflösung von 4,35 Mikrometer und einem Höhenmessbereich von 2,55 mm. Dieses Modell eignet sich für größere Bauteile oder Inspektionslinien, bei denen größere Scanbreiten gegenüber feinerer vertikaler Auflösung priorisiert werden.

Diese Architektur spiegelt die in der Machine Vision übliche Abwägung zwischen räumlicher Auflösung, Scanbreite, Empfindlichkeit und Durchsatz wider.

Industrielle Defekterkennung und Inline-Qualitätskontrolle
Die Kamerafamilie ist für die gleichzeitige Erkennung geometrischer Abweichungen und sichtbarer Oberflächendefekte ausgelegt.

Zu den potenziellen Inspektionszielen gehören Dellen, Maßabweichungen, Platzierungsfehler, fehljustierte Steckverbinderpins, Kratzer, Risse, Löcher und Verformungen. In der Elektronikfertigung unterstützt diese Fähigkeit die Inspektion von Leiterplatten und Steckverbindern. In der Automotive- und Luftfahrtfertigung kann sie für Maßprüfung und Oberflächenqualitätskontrolle präziser mechanischer Komponenten eingesetzt werden.

Das kompakte Gehäuse ist für den Einsatz in platzbeschränkten Inline-Inspektionssystemen konzipiert, ohne die volle Scanleistung zu beeinträchtigen.

Für größere Scanbreiten oder erhöhte Dimensionspräzision sind zudem Dual-Format-Varianten verfügbar, insbesondere für Inspektionsworkflows in der Elektronik- und Halbleiterfertigung.

Integrations- und industrielle Einsatzaspekte
Systemintegratoren stehen manuelle und automatische Steuerungen für Belichtung, Verstärkung, Weißabgleich, Triggerung und Synchronisation zur Verfügung, wodurch eine Anpassung an unterschiedliche Produktionsumgebungen möglich ist.

Die Softwareintegration wird durch das Allied Vision 3D API Software Development Kit unterstützt, das die Integrationszeit für Machine-Vision-Systeme verkürzen soll.

Die Kameras verfügen über die Schutzart IP50, was Schutz gegen Staubeintritt in kontrollierten industriellen Produktionsumgebungen bedeutet, jedoch keinen Schutz gegen Flüssigkeiten bietet.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt enthält technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die in der ursprünglichen Pressemitteilung nicht enthalten waren.

Das Segment industrieller 3D-Machine-Vision-Systeme umfasst vergleichbare Inspektionsplattformen von Anbietern wie Teledyne DALSA, Basler, LMI Technologies und Zebra Technologies, insbesondere für Zeileninspektion und Inline-3D-Metrologie. Benchmark-Vergleiche in dieser Kategorie konzentrieren sich typischerweise auf Schnittstellenbandbreite, Zeilenrate, vertikale Messauflösung, Sichtfeld, Sensorarchitektur, Umweltschutz und Reifegrad der Integrationssoftware.

Die Differenzierung von Allied Vision liegt in der Kombination synchronisierter RGB-Farberfassung und GPU-beschleunigter, stereo-basierter 3D-Punktwolkengenerierung innerhalb einer kompakten CoaXPress-Zeilenarchitektur. Vergleichbare Plattformen trennen Farbinspektion und 3D-Metrologie häufig in unterschiedliche Hardwareklassen oder priorisieren entweder Laser-Profilometrie oder monochrome 3D-Erfassung anstelle gleichzeitiger hochauflösender Farb- und Tiefenerfassung.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

www.alliedvision.com