GARDENA - Controlo de qualidade durante a montagem
Relatório de aplicação
No fabrico, os componentes delicados têm frequentemente de ser verificados antes da fase seguinte de processamento. GARDENA, um fabricante de renome de ferramentas de jardinagem, confia nos poderosos sensores de visão da ifm.
A GARDENA é a marca alemã líder em produtos de irrigação, ferramentas de corte mecânico e ferramentas clássicas de jardinagem. Na sua fábrica em Niederstotzingen, perto de Ulm, a Gardena produz tesouras manuais, tesouras de podar e tesouras para relva. Diretor de produção Jens Starke: "O nosso elevado grau de integração vertical começa com a entrega das bobinas de aço inoxidável para serem maquinadas, continua com a perfuração e o corte a laser das lâminas, o endurecimento e, acima de tudo, a afiação, que é a principal competência da nossa fábrica e determina em grande medida a qualidade das nossas tesouras. Em seguida, revestimos as placas e efetuamos a montagem final.”
Na fábrica da GARDENA em Niederstotzingen, perto de Ulm, são produzidas as tesouras multiusos "SchnippSchnapp".
A montagem dos componentes é efetuada manualmente. Isto permite a montagem de diferentes tipos de tesouras na mesma linha de produção.
Produção semi-automatizada
Uma parte significativa do processo de produção é automatizada. São utilizados, por exemplo, robots para alimentar as chapas metálicas para os sistemas de perfuração ou de corte a laser. Durante a afiação, os robots guiam com precisão as lâminas ao longo da pedra de afiar. Isto garante-lhe uma elevada e constante qualidade do produto.
No entanto, algumas tarefas são ainda efetuadas manualmente, como a fase final de montagem da tesoura universal "SchnippSchnapp" da GARDENA. Aqui, uma pequena mola é inserida à mão numa cavidade de uma das metades da tesoura. Isto permitirá que a tesoura abra e feche suavemente. Para garantir uma qualidade sem falhas do produto, o sistema verifica automaticamente, antes de aparafusar, se a mola foi inserida corretamente.
O sensor de visão verifica se a mola foi inserida na junta e se está virada para cima (esquerda) ou para baixo (direita). As rejeições devidas a erros de montagem são assim excluídas.
Sven Cermak, ajustador de ferramentas na GARDENA, explica: A deteção de posição neste ponto é muito especial, porque a mola, que é muito pequena e plana, está encastrada numa cavidade. Os sensores indutivos ou os garfos ópticos não são adequados neste caso. Por isso, utilizamos um sistema de câmara da ifm. Este também é capaz de detetar se a mola foi inserida na direção correcta."
O sensor de visão 2D O2D
Uma vez que os sensores indutivos ou fotoelétricos de forquilha não são adequados para esta tarefa específica de deteção de posição, é utilizado o sensor de visão O2D5 da ifm. Este sensor baseado em câmaras foi especialmente desenvolvido para a inspeção ótica de objetos 2D. Utiliza a análise de blob para comparar pixels contíguos e fazer corresponder o tamanho, a forma e outras características da mola a uma superfície alvo programada.
O software de definição de parâmetros Vision Assistant da ifm permite uma configuração fácil e rápida do sensor. O utilizador define simplesmente as zonas de imagem nas quais se encontram os objetos a detetar. Utilizando a função "teach", é registada uma imagem de referência e, em seguida, são definidos os limites de tolerância. Assim que estes limites são ultrapassados, o sensor emite um sinal de erro.
O dispositivo O2D5 está equipado com um cartão de memória ifm no qual são armazenados todos os parâmetros e definições. Se o dispositivo tiver de ser substituído, pode utilizar o cartão para transferir facilmente os dados para o novo sensor.
Imagem 1: O sensor de visão verifica se a mola foi inserida corretamente.
Imagem 2: Com a ajuda do software "Vision Assistant", o sensor pode ser facilmente ajustado à aplicação pretendida utilizando a função "teach". É possível efetuar um ajuste fino graças a parâmetros opcionais.
A luz exterior como desafio
Um desafio particular para os sistemas de inspeção com base em câmaras são as condições de luz variáveis, como a luz solar que entra pelas janelas, dependendo da posição do sol, e que atinge os objetos a serem inspecionados. Nestes casos, o sistema ifm revela-se particularmente fiável. O truque: durante a medição, o sistema tira cinco fotografias com exposições diferentes e utiliza automaticamente a imagem com a melhor exposição para comparação.
Sven Cermak está muito satisfeito com a solução: "Neste sistema, a luz externa não desempenha um papel significativo, mas utilizamos a mesma câmara noutra linha de produção onde temos de inspecionar peças extremamente pequenas na gama dos milímetros. Existem grandes janelas, o que significa que temos de lidar com mudanças mais pronunciadas nas condições de luz. Mesmo neste ambiente, a câmara da ifm proporciona excelentes resultados." O filtro de polarização integrado na frente da lente da câmara maximiza a eficiência da deteção, permitindo que objetos altamente refletores sejam detetados sem qualquer problema.
A ifm como parceiro fiável
A introdução de novas tecnologias numa organização requer uma consulta exaustiva, uma vez que a melhor solução só será bem-sucedida se se enquadrar no contexto em que está a ser implementada. A parceria de várias décadas entre a GARDENA, fabricante de ferramentas de jardinagem de renome, e a ifm, especialista em soluções de automação, sublinha esta cooperação.
Sven Cermak: "Há muitos anos que trabalhamos em estreita colaboração com a ifm e desenvolvemos em conjunto soluções excecionais, incluindo a introdução da câmara. Inicialmente, não sabíamos quais os sistemas disponíveis no mercado ou o que seria tecnicamente viável. Os especialistas da ifm aconselharam-nos de forma competente, assegurando linhas de comunicação curtas e diretas. Pudemos testar diferentes versões de câmaras e a colaboração foi extremamente bem-sucedida."
Existem muitas linhas de produção em diferentes locais da GARDENA, onde os processos de produção são monitorizados e são efetuados controlos de qualidade. Também neste caso, o sensor de visão da ifm revela-se uma solução muito valiosa.
"Verificamos sempre se podemos utilizar a câmara também noutras áreas. Atualmente, temos três ou quatro câmaras no nosso departamento. É claro que as câmaras também são utilizadas extensivamente por outros departamentos e locais, ainda mais do que aqui", afirma Sven Cermak.
Jens Starke está confiante no futuro: "Ainda está para vir um grande projeto, no qual têm de ser cumpridas determinadas normas de fábrica. Tudo gira em torno de sensores, tecnologia de câmaras, digitalização e tópicos semelhantes, pelo que seria ótimo trabalhar neste projeto com a ifm."
Conclusão
Os sensores de visão da ifm demonstram ser uma solução altamente eficaz para o controlo da produção e garantia de qualidade, em particular para a monitorização de peças pequenas, onde os sensores de posição convencionais atingem os seus limites. Com o seu slogan " close to you", a ifm não só demonstra o seu compromisso com o hardware, mas também o seu apoio ativo e a sua experiência.
O diretor de produção Jens Starke resume-o da seguinte forma: "O slogan da ifm 'close to you' chega definitivamente ao chão de fábrica."