Opel O3D: Widok z góry
Raport dot. zastosowań
Czujnik O3D
Czujnik wizyjny O3D302 firmy ifm to kamera 3D z wbudowanym przetwarzaniem obrazu. Rozdzielczość czujnika obrazu PMD wynosi 176 na 132 piksele.
Dla każdego z 23232 pikseli czujnik obrazu podaje dokładną wartość odległości do 25 razy na sekundę. W przeciwieństwie do skanerów laserowych, czujnik 3D ifm nie ma żadnych ruchomych części. Dlatego też jest on szczególnie wytrzymały, mały i ekonomiczny.
Ponieważ obraz 3D jest przetwarzany w czujniku, zewnętrzne przetwarzanie obrazu nie jest wymagane. Odległość pomiędzy zaciskiem i czujnikiem jest oceniana za pomocą definiowalnych pozycji na obrazie z kamery (tzw. ROI, czyli obszar zainteresowania). Zintegrowane przetwarzanie ocenia, czy dźwignia napinająca jest "otwarta" lub "zamknięta". Zdarzenia są przesyłane do sterownika za pomocą zintegrowanego interfejsu Ethernet przy użyciu protokołu TCP/IP, PROFINET IO lub Ethernet/IP. Obraz z kamery może być również przekazywany na żywo.
Za pomocą oprogramowania "Vision Assistant" użytkownik może przykładowo: łatwo ustawić parametry czujnika, zdefiniować obszar zainteresowania (ROI) lub skonfigurować funkcję wyjścia. Oprogramowanie to jest dostępne zarówno dla komputerów z systemem Windows, jak i dla iPadów.
Kilka przygotowanych blach jest zgrzewanych razem, tworząc podzespół.
Widok z góry
Dwa czujniki montuje się nad systemem zgrzewania, jeden w obszarze umieszczenia (umieszczony element), drugi w rzeczywistym obszarze zgrzewania. Oba czujniki patrzą z góry na zgrzewaną blachę i zaciski w urządzeniach montażowych.
Fabian Gulla, inżynier ds. przetwarzania obrazu i robotyki w dziale budowy maszyn w firmie Opel, wyjaśnia działanie czujników: Używamy czujnika do pomiaru odległości. Aby to zrobić, zdefiniowaliśmy kilka obszarów zainteresowania, które wykrywamy. Po pierwsze, jest zacisk i jego pozycje końcowe, a następnie jest komponent jako taki, tzn. występuje lub nie występuje. Oczywiście można to również wykrywać za pomocą kilku jednowymiarowych czujników fotoelektrycznych, jeśli ustawi się po jednym czujniku w każdym obszarze. Zaletą O3D jest to, że potrzebny jest tylko jeden czujnik, a później można ponownie definiować obszary zainteresowania (ROI) w oprogramowaniu. Dopasowaliśmy obszary zainteresowania (ROI) w stosunku do pozycji końcowych zacisków i detali, a następnie po prostu wykorzystujemy pomiar odległości do wykrywania: Czy występuje część lub Czy zacisk osiągnął położenie końcowe? "
Zdjęcie 1: Czujnik 3D monitoruje jednocześnie kilka pozycji. Zdjęcie 2: System zgrzewania w obszarze nieosłoniętego nadwozia.
Oszczędność kosztów
Zamiast wielu czujników tylko jeden czujnik 3D wykrywa pozycję w kilku punktach urządzenia jednocześnie. Czujnikami wizyjnymi O3D można w tym zakładzie zastąpić ok. 80% konwencjonalnych czujników.
Istnieje jeszcze większy potencjał oszczędności przez redukcję okablowania, akcesoriów montażowych i punktów we/wy przy sterowniku.
Wizualizacja
Aby zapewnić przejrzystość procesu, firma Opel zainstalowała monitor do wizualizacji w zakładzie. Oprócz graficznej wizualizacji procesu, czujnik O3D może również przesyłać obraz na żywo.
Zaletą czujnika ifm, dzięki przesyłanemu obrazowi na żywo, jest przypisanie pozycji końcowych do zacisków i elementów, które są wizualizowane na obrazie. Zmiana koloru między czerwonym i zielonym sygnalizuje operatorowi, czy detal został umieszczony i czy zacisk jest otwarty, czy zamknięty.
Nie oznacza to dodatkowych prac programistycznych, ponieważ parametry czujnika i tak muszą być ustawione, a obraz na żywo jest dostarczany przez czujnik".
Zwolnienie przestrzeni montażowej: W obszarze wypustów zgrzewalniczych i odprysków ze zgrzewania nie są wymagane dodatkowe czujniki.
Oszczędność miejsca
Ze względu na fakt, że zamiast kilku czujników, do wykrycia kilku pozycji potrzebny jest teraz tylko jeden i jest on zamontowany wysoko nad linią produkcyjną, daje to uproszczenie konstrukcji linii.
Claus Moog: "Zastosowanie czujnika O3D daje nam zupełnie nowe możliwości; na przykład, mamy więcej przestrzeni konstrukcyjnej i więcej miejsca na dostęp do wypustów zgrzewalniczych. Ponadto możemy wyeliminować podatność na awarie czujników konwencjonalnych. Ponieważ czujnik jest zamontowany wysoko nad obszarem zgrzewania, odpryski zgrzewalnicze nie mogą do niego dotrzeć, co eliminuje ryzyko uszkodzenia, które występuje w przypadku konwencjonalnych czujników zainstalowanych w pobliżu wypustów zgrzewalniczych".
Zdjęcie 1: Obraz na żywo z czujnika 3D z zaznaczonymi w kolorze obszarami zainteresowania. Zdjęcie 2: Wizualizacja zapewnia przejrzystość i wskazuje operatorowi kroki obsługowe.
Perspektywy
Doświadczenie zdobyte w tej pionierskiej instalacji Opla jest ogólnie pozytywne. Będzie to miało wpływ na przyszłe projekty budowy nowych linii.
Czujnik wizyjny O3D został wdrożony w ścisłej współpracy z jego twórcami.
Fabian Gulla: "Współpraca z firmą ifm jest bardzo dobra. Odbyliśmy kilka spotkań bezpośrednio z konstruktorami czujnika. Mogliśmy więc uzyskać wgląd w ważne informacje, takie jak: "jak działa czujnik?", "na co mam zwracać uwagę?", "jaki rozmiar musi mieć mój zacisk, aby można go było niezawodnie wykryć"?
Wniosek
Mniejsza liczba czujników, prostsza konstrukcja linii, brak zakłóceń spowodowanych odpryskami zgrzewalniczymi czujnik wizyjny jako system monitorowania zapewnia wiele korzyści i znacznie obniża koszty linii. Inne zakłady produkcyjne mogą być również wyposażone w czujnik wizyjny i tym samym zoptymalizowane.
