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O3D – View from the top

뤼셀스하임 (Rüsselsheim)에 소재한 자동차 제조업체 Opel은 혁신적인 생산기술을 필요로합니다. 용접 로봇의 경우 차체의 지지 요소를 형성하기 위해 다양한 스탬핑 및 딥드로잉 금속 시트가 용접됩니다.

3D 카메라는 금속시트 부품의 위치 및 고정을 모니터링합니다.

O3D 센서

ifm의 O3D302 비전센서는 이미지 평가장치가 통합된 3D 카메라입니다. PMD 이미지 센서의 해상도는 176 x 132 픽셀입니다. 센서는 23,232 픽셀 각각에 대해 초당 최대 25 번의 정확한 거리값을 제공합니다. 레이저 스캐너와 달리 ifm의 3D센서에는 움직이는 개별 부품이 없습니다. 따라서 특별히 견고하면서도 사이즈가 작으며 가성비가 높습니다.

센서내부에서 3D 이미지가 평가되므로 외부 이미지 평가 장치가 필요하지 않습니다. 클램프와 센서 사이의 거리는 카메라 이미지에서 정의 가능한 위치를 통해 평가됩니다 (ROIs: region of interest). 내장된 평가장치는 텐션 레버의 "open" 또는 "closed" 여부를 감지합니다. 이벤트가 TCP/IP, PROFINET IO 또는 EtherNet/IP를 통하여 통합된 이더넷 인터페이스를 사용하여 컨트롤러로 전송됩니다. 라이브 카메라 이미지도 제공 가능합니다. 예를 들어 "Vision Assistant"소프트웨어를 사용하면, 센서 파라메터를 쉽게 세팅할 수 있고, ROIs 정의 또는 출력 기능을 구성할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 Windows-PCs 뿐만 아니라 iPads용으로도 사용할 수 있습니다.

준비된 여러 금속 시트 플레이트가 함께 용접되어 서브 어셈블리를 형성합니다.

Looking down from the top

이 센서 중 2 개는 용접 시스템 상부에 설치되는데, 즉 하나는 설치 영역 (부품이 설치된)에, 다른 하나는 실제 용접 영역에 설치됩니다. 양쪽 모두 상단에서 용접되는 금속 시트와 설치 장비의 클램프를 내려다 봅니다.

O3D의 장점은 센서 하나로 소프트웨어에서 ROI를 재정의 할 수 있다는 것입니다. ROI를 클램프와 공작물의 끝단 위치에 정렬한 다음 간단히 거리 측정으로 검출합니다: "부품이 존재합니까?" 또는 "클램프가 최종 위치에 도달 했습니까?"

비용 절감
많은 센서 대신 하나의 3D 센서만으로 장비의 여러 지점에서 동시에 위치를 감지합니다. O3D 비전센서 사용으로 공장에서는 기존센서의 약 80 %를 대체할 수 있습니다.
컨트롤러의 케이블, 설치 액세서리 및 I/O 포인트가 감소되므로 더 많은 비용이 절감됩니다.

시각화
프로세스의 투명성을 위하여 Opel은 공장에서 시각화를 위한 모니터를 설치했습니다. 그래픽 프로세스 시각화 외에도 O3D는 라이브 이미지 또한 제공할 수도 있습니다.

ifm 센서의 라이브 이미지 장점은 이미지에 시각화되는 클램프 및 구성요소 최종위치가 할당되었다는 점입니다. 적색-녹색 색상변경은 공작물이 배치되고 클램프가 열리거나 닫히면 작업자에게 표시됩니다.

센서 파라메터가 어차피 세팅 되어야 하고 라이브 이미지가 센서에 의해 제공되기 때문에 프로그래밍 작업이 더 복잡하지 않습니다.

공간 절약
여러 위치를 감지하기위해 여러개의 센서 대신에 하나의 센서만 요구되고 이 센서가 공장 위에 높게 설치되어 있으므로 공장의 구성에 유리합니다.

Claus Moog: "O3D 센서를 사용하면 완전히 새로운 가능성을 얻을 수 있습니다; 예를 들어, 용접 텅 (tongue)에 접근하기위한 더 많은 시공공간 및 더 많은 공간을 확보할 수 있습니다. 또한, 기존 센서의 장애요소에 대한 민감성이 제거됩니다. 센서가 용접영역의 높은 상부에 설치 되었기 때문에 용접 스패터가 센서에 붙지 않고, 시간이 지나면서 용접 텅 근처에 설치된 기존센서와 같이 손상되지 않습니다."

전망
Opel의 경우, 이 공장의 시범 케이스는 전반적으로 긍정적입니다. 이는 공장 건설의 향후 개발에 영향을 미칠 것입니다.

O3D 비전센서는 비전센서 개발자와의 긴밀한 합력하에 도입되었습니다.

Fabian Gulla: "ifm과의 협력은 매우 훌륭합니다. 개발자와 직접 여러 차례 회의를 가졌습니다. 따라서 '센서는 어떻게 작동합니까?', '유의사항은 무엇입니까?', '신뢰성있게 감지될 수 있는 클램프의 크기는 무엇입니까' 와 같은 중요한 결과에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다."

결론
더 적은수의 센서, 더 간단한 공장 구조, 용접 스패터로 인한 방해요소 제거 - 모니터링 시스템으로서의 비전센서는 수많은 장점을 제공하고 공장비용을 상당히 절감해 줍니다. 다른 생산 공장에도 비전센서가 장착되어 최적화 될 수 있습니다.