Como escolher a medição de volume ideal para o seu sistema
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Um palete dimensionado incorretamente, uma medição imprecisa de material a granel ou um pacote enviado para o destino errado: erros na medição de volume geram perda de tempo e dinheiro. Para atender exatamente a esses desafios, a Pepperl+Fuchs oferece duas soluções especializadas: o sistema de medição de volume Volume3D, baseado em tecnologia LiDAR, e o sensor de visão SmartRunner Measurer 3-D. Neste artigo, você entenderá as diferenças entre essas duas tecnologias e descobrirá qual é a mais adequada para sua aplicação.
LiDAR vs. Visão 3D: comparação entre duas tecnologias de medição de volume
O sistema de medição de volume Volume3D utiliza até três sensores LiDAR instalados acima da esteira transportadora para realizar a medição de volume. A tecnologia Pulse Ranging Technology (PRT), desenvolvida pela própria Pepperl+Fuchs, permite que esses sensores meçam a distância até o objeto com altíssima resolução angular, gerando um perfil de distância de alta precisão. Combinando essas informações aos dados de movimento fornecidos por um encoder rotativo instalado na esteira transportadora, o sistema reúne diversos perfis transversais para formar uma imagem 3-D completa. O processamento dos dados é realizado por uma unidade de processamento dedicada.
Já o sensor de visão SmartRunner Measurer 3-D captura uma imagem 3-D completa em uma única aquisição. Para isso, utiliza tecnologia de visão estereoscópica: duas câmeras posicionadas em ângulos diferentes capturam simultaneamente a cena sob perspectivas distintas. A partir da diferença entre as imagens, o SmartRunner Measurer 3-D calcula com precisão a profundidade por triangulação e reconstrói o objeto completamente em 3-D, tanto em aplicações estáticas quanto dinâmicas, com velocidades de até 2,5 m/s. Todo o processamento ocorre diretamente no sensor, dispensando processamento externo de imagens.
O sistema de medição de volume Volume3D (à esquerda) é composto por um ou mais sensores LiDAR, um encoder rotativo e uma unidade de processamento. O SmartRunner Measurer 3-D (à direita) mede o volume dos objetos utilizando tecnologia de visão estereoscópica, tanto com objetos parados quanto em movimento.
Medição de volume de materiais a granel na mineração: sistema de sensores LiDAR Volume3D
Na mineração, diversos materiais a granel, como diferentes tipos de minério, solo e outros materiais, são transportados por esteiras transportadoras até silos de armazenamento e outras áreas da planta. Em pontos estratégicos ao longo da linha de transporte, é necessário determinar com precisão o volume do material transportado. O sistema utilizado precisa lidar de forma confiável com fluxos contínuos de material e, ao mesmo tempo, resistir às condições severas de operação, marcadas pela presença constante de poeira e sujeira.
O sistema Volume3D mede o volume de minério em esteiras transportadoras em operações de mineração sem a necessidade de contato físico.
Nessas condições desafiadoras, o sistema Volume3D garante uma medição de volume confiável. O sensor LiDAR 2-D R2000 oferece máxima precisão graças à resolução angular de 0,042° e à frequência de varredura de até 50 Hz. O software inteligente integrado à unidade de avaliação multivarredura (MSEU) elimina pontos de medição inválidos, garantindo resultados consistentemente precisos. Para suportar ambientes com grande quantidade de sujeira e poeira, o R2000 conta com o Lens Contamination Monitor (LCM), que monitora continuamente o nível de contaminação da lente, permitindo limpeza no momento ideal e operação contínua mesmo nos ambientes mais exigentes da mineração.
Sistema de medição de volume Volume3D: encoder rotativo, sensor LiDAR e unidade de processamento
Medição de volume de paletes carregados de forma irregular: Sistema LiDAR Volume3D
Na intralogística, também existem aplicações desafiadoras em que o Volume3D é a solução ideal, sendo a paletização um dos principais exemplos. Frequentemente, os paletes apresentam cargas irregulares, com caixas deslocadas ou projetadas para fora da pilha. Essas estruturas grandes e irregulares são difíceis de medir. Quando apenas um sensor é utilizado, podem ocorrer efeitos de sombreamento, comprometendo a precisão da medição.
Com dois sensores LiDAR, o sistema de sensores Volume3D compensa os efeitos de sombra em paletes carregados de forma irregular.
Para solucionar esse desafio, o sistema de medição de volume Volume3D permite a operação simultânea de até três sensores LiDAR. Dois sensores instalados em lados opostos acima da esteira capturam o palete sob diferentes ângulos. Em seguida, a unidade de processamento combina os pontos de medição provenientes de ambos os sensores em uma nuvem de pontos livre de sombreamento, permitindo calcular o volume do palete com alta confiabilidade.
Medição de volume em sistemas de classificação: Sensor de visão SmartRunner Measurer 3D
Grande parte das aplicações convencionais de intralogística não envolve fluxos contínuos de material nem estruturas complexas, mas sim a medição de volume de objetos individuais. Em sistemas de classificação, por exemplo, cada saco ou pacote transportado pela esteira precisa ser identificado e medido individualmente.
Em sistemas de classificação, o SmartRunner Measurer 3-D garante uma medição de volume simples e precisa.
Para essas aplicações, o sensor de visão SmartRunner Measurer 3-D oferece uma solução especialmente eficiente. Os usuários se beneficiam de um tempo mínimo de instalação e de um esforço reduzido; um único sensor gera imagens 3D completas de objetos tanto estacionários quanto em movimento, a velocidades de até 2,5 m/s, sem a necessidade de um encoder rotativo para capturar dados de movimento. O processamento de dados ocorre inteiramente dentro do sensor, eliminando a necessidade de processamento de imagem externo. Além do volume, o sensor também fornece resultados de medição de rotação, posição e dimensões, ampliando assim as possibilidades de aplicação. O SmartRunner Measurer 3-D pode ser facilmente integrado a praticamente qualquer ambiente de automação, seja via Modbus TCP ou Ethernet TCP/IP.
O Sensor de visão SmartRunner Measurer 3-D
Volume3D vs. SmartRunner Measurer 3-D: Comparativo
| Volume3D | SmartRunner Measurer 3-D | |
|---|---|---|
| Conceito básico | Sistema modular com sensores LiDAR, encoder rotativo e unidade de processamento | Sensor compacto com processamento integrado |
| Tecnologia de medição | LiDAR 2-D combinado com dados de velocidade para cálculo tridimensional | Tecnologia de visão estereoscópica |
| Aplicação principal | Medição contínua de volume e objetos em esteiras transportadoras | Medição de objetos individuais |
| Tipo do objeto | Todos os tipos, incluindo materiais a granel, fluxos de materiais e paletes | Objetos individuais, por exemplo, pacotes e caixas |
| Aplicações Dinâmicas | Apenas aplicações dinâmicas | Aplicações estáticas e dinâmicas, com velocidades de até 2,5 m/s. |
| Dados de saída | Volume, fluxo de volume, carga da esteira transportadora, perfil de peso, dimensões, peso de carga máximo/médio | Volume, dimensões, rotação, posição |
| Integração | TCP/IP, barramento de campo por meio de módulos de sistema ou gateways | TCP/IP, Modbus TCP |
| Exemplos de aplicação | Medição de materiais a granel na mineração, reciclagem ou agricultura. Medição de paletes; monitoramento de esteira transportadora | Sistemas de classificação, separação automatizada de pedidos, sistemas de embalagens, medição de objeto, separação |
| Ir para produto | Ir para produto |
Conclusão
Cada aplicação apresenta requisitos específicos para a medição de volume. Com o sistema Volume3D e o SmartRunner Measurer 3-D, a Pepperl+Fuchs oferece duas soluções desenvolvidas para atender a uma ampla variedade de aplicações industriais, desde tarefas convencionais de intralogística até aplicações mais exigentes em mineração e paletização. Entre em contato com nossos especialistas para descobrir qual solução é a mais adequada para a sua aplicação.
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