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O3D – Une vision panoramique

Le constructeur d'automobiles Opel à Rüsselsheim mise sur l'innovation dans sa production. Sur un robot de soudage, différentes tôles découpées et embouties sont soudées pour former des éléments de carrosserie autoporteurs.

Une caméra 3D surveille la position et la fixation des tôles.

Le capteur O3D
Le capteur de vision O3D302 d'ifm est une caméra 3D avec traitement d'image intégré. La résolution du capteur d'images PMD est de 176 X 132 pixels.

Pour chacun des 23 232 pixels le capteur fournit une valeur de distance précise – jusqu'à 25 fois par seconde. Contrairement aux scanners laser, le capteur ifm 3D ne possède aucun composant en mouvement. Ceci le rend très robuste, petit, léger et compétitif.

Comme l'image 3D est analysée directement dans le capteur, il n'est pas nécessaire d'avoir un traitement d'image supplémentaire. Via des positions définissables dans l'image de caméra (les ROI = régions d'intérêt), la distance entre la pince de serrage et le capteur est évaluée. Le traitement d'image intégré détecte si la pince de serrage est "ouverte" ou "fermée". Les résultats sont transmis au système de commande par l'interface Ethernet intégrée via TCP/IP, PROFINET IO ou EtherNet/IP. De même, l'image « live » de la caméra peut être fournie.

Avec le logiciel "Vision Assistant", l'utilisateur peut facilement paramétrer le capteur, par exemple en définissant les ROI ou réglant la fonction de sortie. Ce logiciel est disponible pour les PC Windows et les iPad.

Dans le système de soudage, plusieurs tôles pré-usinées sont soudées pour former un sous-assemblage.

Une vision panoramique

Au-dessus du système de soudage, deux capteurs O3D sont installés, un dans la zone d'insertion (composant chargé), l'autre dans la zone de soudage. Les deux détectent les tôles à souder et leurs éléments de serrage par le dessus.

Avec l'O3D un seul capteur est nécessaire et il suffit de poser les ROI à l'endroit souhaité avec le logiciel fourni. Nous avons positionné les ROI en fonction de la position finale des serrages et la position des pièces à usiner et faisons la détection via la mesure de distance : "Ok, pièce présente ?" ou "Serrage en position finale ?"

Réduction des coûts
A la place de plusieurs capteurs, un seul capteur 3D est utilisé pour la détection de position à plusieurs endroits dans le dispositif. Avec le capteur de vision O3D, environ 80 % des capteurs conventionnels peuvent être remplacés dans cette installation.
D'autres potentiels d'économies résultent de l'économie du câblage, des accessoires de montage et des points d'entrée / sortie à l'automate.

Visualisation
Pour améliorer la transparence du process, Opel a monté un écran sur l'installation. Outre une représentation graphique du process, l'O3D peut aussi fournir une image live.

L'avantage que nous avons maintenant avec l'image en direct du capteur ifm est que nous avons attribué des positions finales aux tendeurs et aux composants, qui sont visualisées dans l'image. Un affichage rouge-vert indique à l'opérateur : la pièce est déjà insérée ou n'est pas insérée, le serrage est dégagé ou le serrage est engagé.

Ceci ne complexifie pas le paramétrage, parce que le capteur doit être configuré de toute façon et l'image live est fournie par le capteur.

Gain d'espace
Comme, à la place de plusieurs capteurs, un seul capteur suffit pour détecter plusieurs positions, et comme ce capteur est monté au-dessus de l'installation, il y a des avantages pour la construction de l'installation.

Claus Moog : "L'utilisation du capteur O3D nous offre de toutes nouvelles possibilités, par exemple nous avons plus d'espace de montage et plus d'espace pour accéder les pinces de soudage. De plus, nous pouvons éliminer la sensibilité aux perturbations des capteurs conventionnels. Le capteur étant monté au-dessus de la zone de soudage, il est protégé des projections de soudure et ne peut pas être endommagé au cours du temps, contrairement aux capteurs conventionnels montés à proximité des pinces de soudage."

Perspective
Les expériences qu'Opel a effectuées avec cette installation pilote sont très positives. Ceci influera les développements futurs dans la construction de machines et d'installations.

Le capteur de vision O3D a été introduit en collaboration étroite avec les développeurs du capteur de vision.

Fabian Gulla : "La collaboration avec ifm est excellente. Nous avons eu plusieurs réunions avec le service développement. Cela nous a donné des informations importantes, par exemple 'Comment le capteur fonctionne-t-il ?', 'A quoi dois-je faire attention ?', 'Les surfaces du serrage doivent être de quelle taille pour assurer une détection sûre ?'"

Conclusion
Moins de capteurs, une conception d'installation simplifiée, aucunes perturbations causées par les projections de soudure – le capteur de vision fournit beaucoup d'avantages et réduit considérablement les coûts des installations. D'autres installations de production peuvent également être équipées de capteurs de vision pour les optimiser.