O3X120 - Scanner 3D IFM - Manuale utente e istruzioni gratuiti

MANUALE UTENTE O3X120 IFM

Istruzioni per l'uso

Telecamera 3D

O3X120

O3X130

O3X16x

O3X18x

Indice

1 Introduzione 3

1.1 Simboli utilizzati 3
1.2 Avvertenze 3
1.3 Note legali.... 3
1.4 Informazioni open source 3

2 Indicazioni di sicurezza 4

2.1 Simbolo di sicurezza sul dispositivo 4
2.2 Sicurezza laser 4
2.3 Sicurezza informatica 5

3 Uso conforme 6

3.1 Campo d'impiego 6

4 Montaggio....7

4.1 Indicazioni di montaggio 7
4.2 Gestione del calore 8
4.3 Montare il dispositivo.... 8

5 Collegamento elettrico 9

5.1 Assegnazione dei pin 10
5.2 Utilizzare più dispositivi.... 11

6 Messa in funzione 12

6.1 Parametrizzare il dispositivo 12
6.1.1 Esempio di programmazione.... 12
6.2 Rilevare l'oggetto in modo ottimale 12
6.3 Aggiornare firmware 13

7 Eliminazione delle anomalie 14
8 Manutenzione, riparazione e smaltimento.... 15

Glossario.... 16

1 Introduzione

Istruzioni, dati tecnici, certificazioni e ulteriori informazioni sul codice QR sul dispositivo / sull'imballaggio o consultando documentation.ifm.com.

1.1 Simboli utilizzati

√ Presupposto
Sequenza operativa
▷ Reazione, risultato

[...] Denominazione di tasti, pulsanti o indicazioni

→ Riferimento

Nota importante

In caso di inosservanza possono verificarsi malfunzionamenti o anomalie

Informazioni

Nota integrativa

1.2 Avvertenze

Le avvertenze mettono in guardia contro possibili lesioni fisiche e danni materiali. In questo modo è possibile utilizzare il prodotto in modo sicuro. Le avvertenze sono classificate come segue:

AVVERTENZA

Avvertenza contro il rischio di gravi lesioni fisiche

▷ Rispettare l'avvertenza per evitare lesioni gravi o mortali.

CAUTELA

Avvertenza contro il rischio di lesioni fisiche di entità lieve o moderata

▷ Rispettare l'avvertenza per evitare lesioni di entità lieve o moderata.

ATTENZIONE

Avvertenza contro il rischio di danni materiali

▷ Rispettare l'avvertenza per evitare danni materiali.

1.3 Note legali

© Tutti i diritti riservati a ifm electronic gmbh. Riproduzione e utilizzo delle presenti istruzioni, anche in parte, solo previo consenso da parte di ifm electronic gmbh.

Tutti i nomi di prodotti, immagini, aziende o altri marchi utilizzati nelle nostre pagine sono di proprietà dei rispettivi detentori dei diritti.

1.4 Informazioni open source

Per ulteriori informazioni su open source, consultare: documentation.ifm.com.

2 Indicazioni di sicurezza

- Il dispositivo descritto viene montato come componente parziale di un sistema.

• La sicurezza di questo sistema è responsabilità del produttore.

• Il costruttore del sistema è tenuto ad effettuare una valutazione dei rischi e a redigere e allegare la documentazione in conformità ai requisiti legali e normativi per il gestore e l'operatore del sistema. Questa documentazione deve contenere tutte le informazioni necessarie e le istruzioni di sicurezza per l'operatore, l'utente e, se del caso, il personale di servizio autorizzato dal costruttore del sistema.

• Leggere questo documento prima di mettere in funzione il prodotto e conservarlo per tutta la durata di utilizzo.

• Il prodotto deve adeguarsi perfettamente alle relative applicazioni e condizioni ambientali senza alcuna restrizione.
• Utilizzare il prodotto solo per l'uso previsto (→ Uso conforme).
• La mancata osservanza delle istruzioni per l'uso o dei dati tecnici può causare danni materiali e/o alle persone.
• Il produttore non si assume alcuna responsabilità o garanzia per le conseguenze derivanti da interventi sul prodotto o da un uso improprio da parte dell'operatore.
• L'installazione, il collegamento elettrico, la messa in servizio, il funzionamento e la manutenzione del prodotto devono essere eseguiti solo da personale specializzato addestrato e autorizzato dal gestore dell'impianto.
• Proteggere adeguatamente i dispositivi e i cavi da eventuali danni.
• Conservare il prodotto nell'imballaggio originale.

2.1 Simbolo di sicurezza sul dispositivo

Sul dispositivo vengono utilizzati i seguenti simboli. Seguire le indicazioni per evitare pericoli:

• L'alimentazione elettrica deve essere conforme alla norma IEC 61010-1, cap. 9.4 - Circuiti a energia limitata.
• Sicurezza laser.

- Dispositivo della classe di isolamento III. Funzionamento solo su circuiti PELV.

2.2 Sicurezza laser

Etichetta sul dispositivo:

CLASS 1 LASER PRODUCT

IEC 60825-1:2014

21 CFR 1040.10

Il dispositivo emette radiazioni laser invisibili ( λ=850 nm ±10 nm) di classe laser 1 secondo

• IEC 60825-1:2014 e
• EN 60825-1:2014 + AC:2017 + A11:2021 + A11:2021/AC:2022.

USA

Complies with 21 CFR 1040.10 except for conformance with IEC 60825-1 Ed. 3, as described in Laser Notice No. 56, dated May 8, 2019.

Avvertenza a non aprire il dispositivo o a non danneggiarlo

AVVERTENZA

Se il dispositivo viene aperto oppure danneggiato, la sicurezza laser non è più garantita.

▷ Possono verificarsi lesioni alla pelle o agli occhi.
▶ Soltanto il produttore può aprire il dispositivo.
▶ In caso di danneggiamento, non utilizzare più il dispositivo e scollegare l'alimentazione.

2.3 Sicurezza informatica

ATTENZIONE

Ambiente di rete non protetto:

il dispositivo non contiene misure per la sicurezza informatica secondo IEC 62443.

▷ È possibile un accesso non autorizzato ai dati in lettura o scrittura.
▷ Possibile interferenza inammissibile sulla funzione del dispositivo.
▶ Controllare e limitare le opzioni di accesso al dispositivo.

3 Uso conforme

La telecamera 3D O3X1xx è una telecamera ottica (di seguito chiamata dispositivo) che misura, punto per punto, la distanza tra il dispositivo e la superficie più vicina utilizzando la tecnologia a tempo di volo. Il dispositivo illumina la scena con una fonte luminosa a infrarossi interna e calcola la distanza in base alla luce riflessa dalla superficie.

Il dispositivo fornisce i dati che descrivono la scena rilevata in modo tridimensionale. I dati vengono trasmessi tramite Ethernet e analizzati dall'utente. Anche la parametrizzazione del dispositivo avviene tramite Ethernet.

Il dispositivo deve essere montato fisso e non deve essere utilizzato come dispositivo portatile.

3.1 Campo d'impiego

La sicurezza del dispositivo è concepita per l'utilizzo nelle seguenti condizioni ambientali secondo la norma EN IEC 61010-2-201:

• Utilizzo interno
  • Altitudini fino a 2000 m
• Umidità relativa dell'aria fino a max. 90%, non condensante
• Grado d'inquinamento 3

Compatibilità elettromagnetica (EMC):

Il dispositivo è progettato per l'utilizzo in ambienti industriali.

In un ambiente domestico, questo prodotto può causare interferenze radio.

▶ Se necessario, adottare misure di schermatura EMC.

4 Montaggio

Fig. 1: Montaggio
1 Dispositivo montato in orizzontale
3 Oggetto
5 Distanza tra dispositivo e oggetto

2 Angolo di apertura

4 Campo visivo

4.1 Indicazioni di montaggio

Durante il montaggio, osservare le seguenti istruzioni.

Se non si seguono le istruzioni, possono verificarsi errori di misurazione.

▶ Posizionare l'oggetto (3) nel campo visivo (4).
▷ Le dimensioni del campo visivo sono specificate nella scheda tecnica. La dimensione del campo visivo dipende dalla distanza (5) del dispositivo dall'oggetto: con l'aumentare della distanza aumenta il campo visivo.
▶ Evitare i riflessi diretti dal pavimento.
▶ Tenere conto delle tolleranze quando si posiziona l'oggetto.
▶ Impostando la distanza (5) tra dispositivo e oggetto, tenere conto del campo di misura del dispositivo.
▷ Il campo di misura è specificato nella scheda tecnica del dispositivo.
▶ La distanza (5) tra dispositivo e oggetto deve essere più piccola possibile.
▶ Alla minima distanza possibile, l'oggetto viene rilevato con la massima risoluzione.
▶ Evitare una luce ambientale intensa e la luce del sole nel luogo di montaggio.
▷ Un livello di luce esterna superiore a 8 klx causa errori di misura (con spettro solare posto alla base). In realtà interferisce solo la parte di infrarossi compresa tra 800 e 900 nm.
▶ Evitare pannelli trasparenti tra dispositivo (1) e oggetto (3).
▷ I pannelli trasparenti riflettono una parte della luce anche se si utilizza una lastra di vetro molto pulita.

4.2 Gestione del calore

ATTENZIONE

Il dispositivo può surriscaldarsi a seconda della modalità di funzionamento, dei parametri impostati e del collegamento termico all'ambiente circostante.

La differenza tra la temperatura della superficie del dispositivo e quella dell'ambiente circostante non deve superare i 25 gradi (secondo la norma IEC61010-2-201).

▶ Ridurre la temperatura della superficie.
▶ Adattare la modalità operativa e i parametri.

Il dispositivo genera una potenza termica dissipata fino a 8 W, a seconda del tempo di esposizione e della frequenza dei fotogrammi impostati ( → Dati tecnici).

▶ Progettare una staffa di montaggio in grado di dissipare la perdita di potenza termica.

▷ La staffa di montaggio deve soddisfare i seguenti requisiti:

• Collegamento termico con una resistenza termica < 2,5 K/W,
• Superficie di raffreddamento > 10x10 cm,
• Materiale con buona conducibilità termica, ad esempio alluminio.

▶ Garantire una sufficiente convezione sul dispositivo e sulla staffa di montaggio.

▷ La presenza di strutture circostanti e un'elevata densità di installazione possono influire negativamente sulla convezione.

▶ Ridurre il tempo di esposizione o la frequenza dei fotogrammi.
▷ La temperatura della superficie diminuisce quando i parametri vengono ridotti.

4.3 Montare il dispositivo

Per il montaggio del dispositivo, attenersi alle seguenti istruzioni:

▶ Montare il dispositivo con 3 viti M3.
▷ Le dimensioni dei fori sono indicate nel disegno tecnico del dispositivo: documentation.ifm.com
▶ Utilizzare fermacavi per tutti i cavi collegati al dispositivo.

▶ Utilizzare il dispositivo se montato fisso e non come dispositivo portatile.

▷ Per informazioni sugli accessori: documentation.ifm.com

5 Collegamento elettrico

Il dispositivo deve essere installato soltanto da personale specializzato.

▶ Disattivare l'alimentazione prima del collegamento elettrico.

Dispositivo con classe di isolamento III (IEC 61010-2-201 Cap. 6.5.2.101.4).

L'alimentazione elettrica

• deve essere fornita solo da circuiti PELV (IEC 61010-2-201 Cap. 3.111)
• non deve superare 35 V DC durante il funzionamento
• non deve superare 60 V DC in caso di una singola anomalia
• non deve superare la tensione di esercizio consentita del dispositivo (vedere scheda tecnica).

L'isolamento dei circuiti elettrici esterni deve essere conforme alla norma IEC 61010-2-201, Fig. 102.

AVVERTENZA

Alimentazione non idonea

▷ Scossa elettrica con possibilità di lesioni gravi o morte.
▶ Utilizzare l'alimentazione PELV nel range di tensione specificato.

Per l'alimentazione elettrica, utilizzare circuiti a energia limitata (IEC 61010-1 Cap. 9.4). L'energia del circuito elettrico può essere limitata ad una tensione di esercizio di 24 V mediante un dispositivo di protezione da sovracorrente. Il dispositivo di protezione da sovracorrente deve interrompere una corrente di 8,3 A in massimo 120 s. Osservare la curva di attivazione specifica. Possibili dispositivi di protezione da sovracorrente:

• Fusibile
• Dispositivo elettromeccanico non regolabile e senza ripristino.

Separare il circuito elettrico da altri circuiti senza limitazione di energia mediante un isolamento di base.

ATTENZIONE

Nessuna limitazione di energia adeguata del circuito

▷ Pericolo di incendio in caso di anomalia.
▶ Utilizzare un circuito a energia limitata secondo la norma IEC 61010-1 Cap. 9.4.

Il dispositivo può essere collegato solo a reti Ethernet interne che non lasciano l'edificio. Non deve essere collegato a circuiti TNV (circuiti a bassa tensione non protetti).

ATTENZIONE

Utilizzare una protezione aggiuntiva contro le sovratensioni da impulso secondo la norma IEC 61000-4-5, se il cavo di collegamento è più lungo di 30 m.

ATTENZIONE

Il dispositivo può essere danneggiato a causa di connettori M12 avvitati impropriamente.

▷ Il grado di protezione IP indicato nella scheda tecnica è garantito solo con connettori M12 ben avvitati.
▶ Avvitare bene i connettori M12 al dispositivo.
▶ Chiudere i connettori non utilizzati con cappucci di protezione (E73004). Coppia di serraggio: 0,6...0,8 Nm.
▶ Utilizzare fermacavi per i cavi collegati al dispositivo.

Se il dispositivo viene utilizzato costantemente in ambienti bagnati, il dado del cavo di collegamento M12 Industrial Ethernet (es. E11898) si può corrodere.

▶ Utilizzare cavi di collegamento con un dado in acciaio inossidabile.

Per il campo di validità cULus:

Resistenza del cavo alla temperatura minima per il collegamento ai morsetti da campo: 70 °C.

5.1 Assegnazione dei pin

O3X120 / O3X130

Fig. 2: Assegnazione dei pin di O3X120 e O3X130
1 Ethernet
2 Alimentazione

(1) Ethernet
Connettore Ethernet RJ45
	1	TD+
	2	TD-
	3	RD+
	4	non collegato
	5	non collegato
	6	RD-
	7	non collegato
	8	non collegato

(2) Alimentazione
2 cavi, fili liberi
rosso	U+ (24 V)
nero	GND

5.2 Utilizzare più dispositivi

Quando si utilizzano più dispositivi, osservare la seguente nota.

L'illuminazione attiva del dispositivo può causare interferenze con i seguenti dispositivi:

• altri dispositivi dello stesso tipo
• sistemi di misura ottici
• laser scanner
• ecc.

Fig. 3: Due dispositivi montati su un robot

Fig. 4: Due robot con un dispositivo ciascuno
1 Dispositivo
2 Oggetto

Ridurre gli errori di misura adottando le misure di seguito riportate:

▶ Separare visivamente i dispositivi tra loro.
▶ Attivare i dispositivi uno dopo l'altro tramite l'interfaccia di processo con un trigger software.

Le possibili interferenze vengono ridotte in modo significativo da una procedura interna. Tuttavia, possono verificarsi errori di misura e piccole tolleranze.

6 Messa in funzione

Collegando la tensione di alimentazione, il dispositivo viene messo in funzione.

Dopo circa 25 secondi, il dispositivo è nella modalità di analisi in cui viene eseguita l'applicazione memorizzata.

6.1 Parametrizzare il dispositivo

Parametrizzare il dispositivo in uno dei seguenti modi:

• Software ifm Vision Assistant (www.visionassistant.ifm)
- ifm3
Dlib (https://github.com/ifm/ifm3d)
- Esempio di programmazione per ifm3
Dlib (→ Esempio di programmazione ☐ 12)
• ROS (https://github.com/ifm/ifm3d-ros)

L'utilizzo del software ifm Vision Assistant e le informazioni dettagliate sul principio di misura del dispositivo si trovano nel manuale del software.

Il manuale del software è disponibile sul sito Internet: documentation.ifm.com

La libreria ifm3
Dlib e il wrapper ROS sono disponibili per Linux sotto la Licenza Apache versione 2.0.

6.1.1 Esempio di programmazione

Per l'accesso al dispositivo in ambiente Linux è preferibile utilizzare ifm3
Dlib. La libreria è testata ed è l'implementazione di riferimento per C++. La licenza Apache 2 consente un utilizzo commerciale.

Di seguito un piccolo esempio C++ di come è possibile attivare il dispositivo utilizzando la ifm3
Dlib.

auto cam = ifm3d::Camera::MakeShared();
auto fg = std::make_shared<ifm3d::Frame
Grabber> ←
    (cam, (ifm3d::IMG_AMP|ifm3d::IMG_RDIS|ifm3d::IMG_CART));
auto img = std::make_shared<ifm3d::Image
Buffer>();
if (! fg->WaitForFrame(img.get(), 1000))
{
    std::cerr << "Timeout waiting for camera!" << std::endl;
    return -1;
}
pcl::io::savePCDFileASCII("point_cloud.pcd", *(img->Cloud()));
imwrite("amplitude.png", img->Amplitude
Image());
imwrite("radial_distance.png", img->Distance
Image()); 

Nell'esempio, un record di dati viene prelevato dal dispositivo. Dal record di dati, l'immagine dell'ampiezza e la distanza radiale vengono salvate in un file PNG. Le coordinate cartesiane vengono salvate come file PCL.

Esempi dettagliati sono disponibili sul sito Internet: https://github.com/ifm/ifm3d-examples

6.2 Rilevare l'oggetto in modo ottimale

Le seguenti condizioni aumentano il tasso di rilevamento degli oggetti. Gli oggetti luminosi di grandi dimensioni con una buona riflettività all'infrarosso vengono rilevati molto bene rispetto agli oggetti scuri di piccole dimensioni.

Fig. 5: Rilevare l'oggetto in modo ottimale

1 Dispositivo montato in orizzontale
3 Campo visivo

2 Area direttamente adiacente al campo visivo

4 Oggetto

Rilevare un oggetto (4) in modo ottimale:

▶ Posizionare l'oggetto nel campo visivo (3).
▶ Osservandolo dal dispositivo (1), posizionare l'oggetto (4) in modo che sia il prossimo target ad essere visibile.
▶ Mantenere l'area (2) libera da oggetti (elementi supplementari, ecc.).

▷ Gli oggetti particolarmente luminosi sono problematici nell'area (2) direttamente adiacente al campo visivo (3).

▶ Tenere pulita la protezione frontale del dispositivo da eventuale sporcizia.

Se non si seguono le istruzioni, possono verificarsi errori di misurazione.

6.3 Aggiornare firmware

L'aggiornamento del firmware è descritto nel manuale del software.

Il manuale attuale del software può essere scaricato da: documentation.ifm.com

7 Eliminazione delle anomalie

Se il dispositivo funziona in modo inaspettato o non corretto:

▶ Scaricare e installare le versioni più recenti del firmware e di ifm Vision Assistant. Download su documentation.ifm.com.

Se il problema persiste:

▶ Contattare il team di assistenza ifm. Contatto su www.ifm.com.

8 Manutenzione, riparazione e smaltimento

Lo sporco riduce il contrasto e la capacità di rilevamento.

▶ Tenere pulita la lente.
▶ Per la pulizia, utilizzare un panno pulito che non lasci residui.
▷ Il dispositivo non è protetto dal possibile ingresso di liquidi.
▶ Non aprire il dispositivo.
▷ All'interno del dispositivo non vi sono componenti di cui l'operatore debba eseguire la manutenzione. La riparazione del dispositivo deve essere eseguita soltanto dal produttore.
▶ Dopo l'uso, provvedere allo smaltimento del prodotto nel rispetto dell'ambiente e ai sensi delle disposizioni nazionali in vigore.

AVVERTENZA

Se il dispositivo viene aperto oppure danneggiato, la sicurezza laser non è più garantita.

▷ Possono verificarsi lesioni alla pelle o agli occhi.
▶ Soltanto il produttore può aprire il dispositivo.
▶ In caso di danneggiamento, non utilizzare più il dispositivo e scollegare l'alimentazione.

Glossario

Angolo di apertura

L'angolo di apertura del dispositivo viene definito come l'angolo che un punto sull'asse ottico forma con il diametro della pupilla di entrata o di uscita. L'angolo di apertura è specificato nei dati tecnici del dispositivo.

Campo visivo

Il campo visivo viene definito come l'area nell'angolo di apertura del dispositivo entro la quale è possibile rilevare gli oggetti. Il campo visivo è specificato nei dati tecnici del dispositivo.

Campo visivo

Il campo visivo viene definito come l'area nell'angolo di apertura del dispositivo entro la quale è possibile rilevare gli oggetti. Il campo visivo è specificato nei dati tecnici del dispositivo.

Convezione

La convezione viene definita come il movimento dell'aria vicino al dispositivo. È necessario un movimento d'aria sufficiente per evitare il surriscaldamento del dispositivo.