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Das Photometric Stereo Linelight (PSL) ist eine Beleuchtung für Zeilenkameras, bei der das Licht schräg aus der Frontfläche austritt („oblique beam“). Die Leuchte wurde speziell für die Aufnahme von Rohbildern für den Photometric Stereo Ansatz entwickelt.
Aufgrund der hohen Beleuchtungsstärke ermöglicht sie in Kombination mit der FPGA-basierten Auswertung eine großflächige lückenlose Inspektion von anspruchsvollen Oberflächen bei hohen Transportgeschwindigkeiten.
Alternative Anbieter kombinieren meist normale LEDs mit einfachen Umlenkfolien, um den Abstrahlwinkel zu verändern. Dies führt zu suboptimalen Kontrasten, da die Abstrahlrichtung nur schwach geneigt ist und sich die „Lichtkegel“ aufgrund des großen Öffnungswinkels in der Kippebene ungünstig überlagern.
Im Gegensatz dazu ist bei der MST-PSL jede einzelne LED verkippt. So erlaubt die gewählte Anordnung seitliche Neigungswinkel bis zu 60°, wobei 35° einen guten Kompromiss zwischen LED Packungsdichte und Bildkontrast darstellen. Gleichzeitig ist der seitliche Öffnungswinkel der einzelnen LED auf ±10° begrenzt. Zusätzlich wird das Licht durch eine Stablinse in Transportrichtung fokussiert, deren Position für unterschiedliche Arbeitsabstände optimiert werden kann. Das System erreicht problemlos eine Bestrahlungsstärke von 2 kW/m² bei einem Arbeitsabstand von 100 mm. Durch weitere Optimierungen, wie z.B. eine angepasste Kühlung und ein „Überblitzen“ der LEDs, sollen Leistungen von bis zu 3 kW/m² erreicht werden.
Für das erste Produkt wurde das Konzept einer Doppelleuchte gewählt, bei der sich zwei Beleuchtungsrichtungen einen Kühlkörper teilen. Dies vereinfacht die mechanische Integration bei festem Arbeitsabstand und spart Platz, so dass das System in einem Bauraum von weniger als 400 mm untergebracht werden kann.
Der entwickelte interne LED-Treiber unterstützt theoretisch Leistungsspitzen von weit über 0,5 kW pro laufendem Meter je Beleuchtungsrichtung und Frequenzen von deutlich über 50 kHz, was Zeilenfrequenzen von über 200 kHz ermöglicht.
Die MST-PSL kommt ohne externen Controller aus und benötigt nur eine Signal- und eine Versorgungsleitung. Voraussetzung ist lediglich ein Standard Framegrabber der Firma Basler, dessen Funktionsumfang durch MSTVision erweitert wurde. So übernimmt er die synchrone Ansteuerung von Kamera und Beleuchtungen sowie die Berechnung der Photometric Stereo Bilder ohne die CPU zu belasten.
Software-Schnittstelle
Da sowohl die Parametrierung als auch die Bilderfassung über die gleiche Standardschnittstelle (GenTL) des Framegrabbers erfolgen, ist die Softwareintegration äußerst einfach.
Bei Bedarf können zusätzliche Beleuchtungskonfigurationen wie Durchlicht oder spezielle Wellenlängen mit Standardkomponenten ergänzt werden. Die maximale Datenrate bei der Bildaufnahme wird ausschließlich durch die CoaXPress-Schnittstelle und die eingesetzte Zeilenkamera bestimmt. Die Photometric Stereo Linescan Solution ermöglicht die Verarbeitung von bis zu 3,6 GB/s.
Die MSTVision GmbH wurde 2016 von Michael Stelzl zunächst als Ein-Mann-Unternehmen in Mainz gegründet. In den folgenden Monaten baute er beständig ein qualifiziertes Team auf, das die Erfordernisse der Kunden optimal erfüllt. MSTVision bietet ausgezeichnete, hochwertige und zuverlässige Lösungen für industrielle Bildverarbeitung…
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