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O3D: visualização de cima

O fabricante automotivo Opel localizado em Rüsselsheim na Alemanha aposta em tecnologia inovadora na produção. Em um robô de soldagem, várias placas metálicas estampadas são soldadas e moldadas a vácuo para formar um elemento da estrutura da carroceria.

Uma câmera 3D monitora a posição e a fixação da placas metálicas.

O sensor O3D
O sensor de visão O3D302 ifm é uma câmera 3D com avaliação de imagens integrada. A resolução do sensor de imagem PMD é de 176 vezes 132 pixels.

O sensor fornece um valor de distância preciso de cada um dos 23.232 pixels; até 25 vezes por segundo. Ao contrário das câmeras à laser, o sensor 3D ifm não possui peças móveis. Isto o torna especialmente robusto, pequeno, leve e econômico.

Como a avaliação da imagem 3D ocorre no sensor, uma avaliação externa de imagem não é necessária. Nesta aplicação, a distância entre tensor e o sensor é avaliada através de posições definíveis na imagem da câmera (os chamados ROIs, região de interesse). A avaliação integrada detecta se o tensor está "aberto" ou "fechado". Os resultados são enviados para o controlador através da interface Ethernet integrada via TCP/IP, PROFINET IO ou EtherNet/IP. A imagem ao vivo da câmera também pode ser emitida.

Com o software "Vision Assistant" o usuário pode programar o sensor de forma fácil; por exemplo, determinar os ROIs ou parametrizar as funções de saída. Este software está disponível tanto para computadores com Windows como para iPads.

No sistema de soldagem são soldadas várias placas metálicas preparadas formando um subconjunto (subassembly).

Olhando de cima

Dois sensores O3D estão instalados acima do sistema de soldagem, um deles na área de inserção (componente colocado) e o outro na real área de soldagem. Ambos olham de cima para a placa metálica a ser soldada na estrutura de montagem e seus elementos tensores.

A vantagem do O3D é que só é necessário um sensor para dispor vários ROIs no software. Nós alinhamos os ROIs para as posições finais dos tensores e também para as peças e fazemos a detecção simplesmente pela medição de distância: 'Há um componente presente?' ou 'O tensor atingiu a posição final?' "

Economia de custos
Agora, em vez de vários sensores, somente um sensor 3D detecta simultaneamente a posição em vários locais do equipamento. Com o sensor de visão O3D, aproximadamente 80% dos sensores convencionais podem ser substituídos nesta instalação.
Outros potenciais de economia resultam da economia com o cabeamento, acessórios de instalação e pontos I/O no controlador.

Visualização
Para transparência no processo, Opel instalou um monitor para a visualização na instalação. Além de uma representação gráfica, o O3D também pode fornecer uma imagem ao vivo.

A vantagem que temos agora com a imagem ao vivo do sensor ifm é que atribuímos posições finais para os tensores e para os componentes que podem ser visualizados na imagem. Uma mudança de cor vermelha-vede simboliza para o operador se uma peça foi colocada e se o tensor está aberto ou fechado.

Isto não causa maior tempo de programação porque a parametrização do sensor deve ser feita de qualquer maneira e a imagem ao vivo é emitida pelo sensor.

Economia de espaço
Já que em vez de vários sensores só é necessário um sensor para várias detecções de posição e este é colocado no alto da instalação, existem vantagens na construção da instalação.

Claus Moog: "A aplicação do sensor O3D nos traz várias novas possibilidades; por exemplo, nós temos maior espaço de construção e mais espaço para o acesso às pinças de soldagem. Além disso, nós podemos eliminar a vulnerabilidade à falhas de sensores convencionais. Como o sensor é instalado no alto, acima da área de soldagem, ele não pode ser atingido por respingos de solda e ser danificado com o tempo como pode ocorrer com sensores convencionais que são instalados próximo às pinças de soldagem."

Perspectivas
As experiências adquiridas nesta planta piloto da Opel são totalmente positivas. Isso irá influenciar desenvolvimentos futuros na construção de instalações.

A introdução do sensor de visão O3D foi feita em cooperação com os desenvolvedores do sensor de visão.

Fabian Gulla: "A cooperação com ifm é muito boa. Tivemos várias reuniões diretamente com a equipe de desenvolvimento. Assim pudemos entender fatores importantes como por exemplo; 'Como o sensor funciona?', 'A que se deve prestar atenção?', 'Qual tamanho deve ter o meu tensor para ser detectado com segurança?'.“

Conclusão
Menos sensores, construção simplificada da planta, sem falhas causadas por respingos de solda: o sensor de visão como sistema de monitoramento traz várias vantagens e reduz consideravelmente os custos da planta. Outras plantas de produção também podem ser equipadas e otimizadas com o sensor de visão.