Opel O3D: Utsikt fra toppen
Bruksrapport
O3D-sensoren
ifms synssensor O3D302 er et 3D-kamera med integrert bildeevaluering. Oppløsningen til PMD-bildesensoren er 176 x 132 piksler.
For hver av de 23 232 pikslene gir sensoren en nøyaktig avstandsverdi - opptil 25 ganger per sekund. I motsetning til laserskannere har ifm 3D-sensoren ingen bevegelige deler. Derfor er den spesielt robust, liten og kostnadseffektiv.
Siden 3D-bildet evalueres i sensoren, er det ikke nødvendig med ekstern bildeevaluering. Avstanden mellom klemmen og sensoren evalueres via definerbare posisjoner i kamerabildet (kalt ROI, område av interesse). Den integrerte evalueringen oppdager om spennspaken er «åpen» eller «lukket». Hendelsene overføres til kontrolleren ved hjelp av det integrerte Ethernet-grensesnittet via TCP/IP, PROFINET IO eller EtherNet/IP. Det levende kamerabildet kan også leveres.
Ved å bruke «Vision Assistant»-programvaren kan brukeren enkelt stille inn sensorparametrene, definere ROIer eller konfigurere utgangsfunksjonen, for eksempel. Denne programvaren er tilgjengelig både for Windows-PCer og for iPads.
Flere forberedte metallplater er sveiset sammen for å danne en underenhet.
Ser ned fra toppen
To av disse sensorene er installert over sveisesystemet, en i plasseringsområdet (komponent plassert), den andre i selve sveiseområdet. Begge ser ned fra toppen til metallplaten som skal sveises og klemmene deres i installasjonsutstyret.
Fabian Gulla, applikasjonsingeniør for bildebehandling og robotikk i anleggskonstruksjon hos Opel, forklarer funksjonen til sensorene: «Vi bruker sensoren til avstandsmåling. For å gjøre det har vi definert flere områder av interesse som vi oppdager. For det første er det klemmen og dens endeposisjoner, og så er det komponenten som sådan, altså tilstede eller ikke til stede. Du kan selvfølgelig også oppdage dette ved å bruke flere endimensjonale fotoelektriske sensorer hvis du justerer en sensor til hvert område. Fordelen med O3D er at du kun trenger én sensor og kan deretter redefinere ROI-er i programvaren. Vi har justert ROI-ene til endeposisjonene til klemmene og arbeidsstykkene, og så bruker vi ganske enkelt avstandsmålingen for deteksjon: 'Er en komponent til stede' eller 'Har klemmen nådd sin endeposisjon?' »
Illustrasjon 1: 3D-sensoren overvåker flere posisjoner samtidig. Illustrasjon 2: Sveisesystem i området for sammensveising av karosseri.
Kostnadsbesparelser
I stedet for mange sensorer oppdager kun én enkelt 3D-sensor posisjonen på flere punkter i utstyret samtidig. Ved å bruke O3D-synssensoren, kan ca. 80 % av de konvensjonelle sensorene erstattes i dette anlegget.
Det er enda flere sparepotensialer ved å redusere kabling, installasjonstilbehør og I/U-punkter ved kontrolleren.
Visualisering
For åpenhet i prosessen har Opel installert en monitor for visualisering i anlegget. I tillegg til grafisk prosessvisualisering, kan O3D også gi et levende bilde.
Takket være live-bildet er fordelen med ifm-sensoren at vi har tildelt endeposisjoner til klemmene og komponentene, som er visualisert i bildet. Den rød-grønne fargeendringen symboliserer for operatøren om et arbeidsstykke er plassert og om klemmen er åpen eller lukket.
«Dette betyr ikke noe mer programmeringsarbeid fordi sensorparametrene må stilles inn uansett og livebildet leveres av sensoren.»
Ledig installasjonsplass: Det er ikke nødvendig med flere sensorer i området rundt sveiseørene og sveisesprut.
Plassbesparing
På grunn av det faktum at det i stedet for flere sensorer, nå kun trengs én sensor for detektering av flere posisjoner og denne sensoren er installert høyt over anlegget, er det fordeler for konstruksjonen av anlegget.
Claus Moog: «Bruken av O3D-sensoren gir oss helt nye muligheter; for eksempel har vi mer konstruksjonsplass og mer plass for tilgjengelighet til sveiseører. Videre kan vi eliminere mottakelighet for feil på konvensjonelle sensorer. Siden sensoren er installert høyt over sveiseområdet, vil ikke sveisesprut nå den, noe som ville skadet den over tid, slik det er mulig med konvensjonelle sensorer installert nær sveiseørene.»
Illustrasjon 1: Live-bildet av 3D-sensoren med områder av interesse markert i farger. Illustrasjon 2: Visualisering sikrer transparens og indikerer driftstrinnene til operatøren.
Utsikter
Erfaringene fra denne pionerfabrikken hos Opel er generelt sett positive. Dette vil påvirke fremtidig utvikling innen anleggsbygging.
O3D synssensoren ble introdusert i nært samarbeid med utviklerne av synssensoren.
Fabian Gulla: «Samarbeidet med ifm er veldig bra. Vi hadde flere møter direkte med utviklerne. Så vi kunne få innsikt i viktige funn som 'hvordan fungerer sensoren?', hva må jeg merke meg?', hvilken størrelse må klemmen min være slik at den kan detekteres pålitelig'?»
Avslutning
Færre sensorer, enklere anleggskonstruksjon, ingen forstyrrelser på grunn av sveisesprut - synssensoren som overvåkingssystem gir mange fordeler og reduserer anleggskostnadene betraktelig. Andre produksjonsanlegg kan også utstyres med synssensoren og dermed optimaliseres.
