Opel O3D : une vision panoramique
Le capteur O3D
Le capteur de vision O3D302 difm est une caméra 3D avec traitement dimage intégré. La résolution du capteur dimages PMD est de 176 x 132 pixels.
Pour chacun des 23232 pixels le capteur fournit une valeur de distance précise jusquà 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 limage 3D est analysée directement dans le capteur, il nest pas nécessaire davoir un traitement dimage supplémentaire. Via des positions définissables dans limage de caméra (les ROI = régions dintérêt), la distance entre la pince de serrage et le capteur est évaluée. Le traitement dimage intégré détecte si la pince de serrage est «ouverte» ou «fermée». Les résultats sont transmis au système de commande par linterface Ethernet intégrée via TCP/IP, PROFINET IO ou EtherNet/IP. De même, limage «live» de la caméra peut être fournie.
Avec le logiciel «Vision Assistant», lutilisateur 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 dinsertion (composant chargé), lautre dans la zone de soudage. Les deux détectent les tôles à souder et leurs éléments de serrage par le dessus.
Fabian Gulla, ingénieur dapplication en traitement dimages et robotique dans la construction de machines et dinstallations chez Opel, explique la fonction des capteurs : «Nous utilisons le capteur pour mesurer la distance. Ce faisant, nous avons défini plusieurs régions dintérêt (ROI) que nous surveillons. Dune part, il sagit des pinces de serrages et de leurs positions finales, et dautre part, il sagit des pièces à usiner où il faut déterminer si elles sont présentes ou non. Bien entendu, on pourrait également réaliser cette surveillance avec plusieurs capteurs optiques unidimensionnels, à laide dun capteur aligné sur chaque position. Avec lO3D un seul capteur est nécessaire et il suffit de poser les ROI à lendroit 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 ?»
Photo 1 : le capteur 3D surveille plusieurs positions en même temps par le dessus. Photo 2 : système de soudage dans le ferrage/tôlerie.
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.
Dautres potentiels déconomies résultent de léconomie du câblage, des accessoires de montage et des points dentrée / sortie à lautomate.
Visualisation
Pour améliorer la transparence du process, Opel a monté un écran sur linstallation. Outre une représentation graphique du process, lO3D peut aussi fournir une image live.
Lavantage que nous avons maintenant avec limage en direct du capteur ifm est que nous avons attribué des positions finales aux tendeurs et aux composants, qui sont visualisées dans limage. Un affichage rouge-vert indique à lopérateur : la pièce est déjà insérée ou nest 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 limage live est fournie par le capteur.
Plus despace de montage : plus aucun capteur nest nécessaire à proximité des pinces de soudage et là où se trouvent des projections de soudure.
Gain despace
Comme, à la place de plusieurs capteurs, un seul capteur suffit pour détecter plusieurs positions, et comme ce capteur est monté au-dessus de linstallation, il y a des avantages pour la construction de linstallation.
Claus Moog : «Lutilisation du capteur O3D nous offre de toutes nouvelles possibilités, par exemple nous avons plus despace de montage et plus despace 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.»
Photo 1 : limage live du capteur 3D avec les ROI indiquées en couleur. Photo 2 : la visualisation fournit de la transparence et indique à lopérateur les étapes de travail.
Perspective
Les expériences quOpel a effectuées avec cette installation pilote sont très positives. Ceci influera les développements futurs dans la construction de machines et dinstallations.
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 dinstallation simplifiée, aucunes perturbations causées par les projections de soudure le capteur de vision fournit beaucoup davantages et réduit considérablement les coûts des installations. Dautres installations de production peuvent également être équipées de capteurs de vision pour les optimiser.
