Opel – O3D: Pogled od zgoraj
Senzor O3D
Vizualni senzor O3D302 družbe ifm je 3D-kamera z vdelanim vrednotenjem slik. Ločljivost senzorja za slike PMD je 176 x 132 slikovnih pik.
Za vsako od 23.232 slikovnih pik senzor navede natančno vrednost razdalje – do 25-krat na sekundo. V nasprotju z laserskimi skenerji 3D-senzor družbe ifm nima premičnih delov. Zato je posebej robusten, majhen in cenovno ugoden.
Ker se v senzorju vrednoti 3D-slika, zunanje vrednotenje slik ni potrebno. Razdalja med sponko in senzorjem se ovrednoti prek določljivih položajev v sliki kamere (imenovani ROI-ji, območja zanimanja). Vdelano vrednotenje zazna, če je ročica za napetost »odprta« ali »zaprta«. Dogodki se prenesejo v krmilnik z uporabo vgrajenega ethernetnega vmesnika prek TCP/IP, PROFINET IO ali ethernet/IP. Mogoča je tudi slika kamere v živo.
Z uporabo programske opreme Vision Assistant lahko uporabnik preprosto nastavi parametre senzorja, določi ROI-je ali konfigurira izhodno funkcijo. Ta programska oprema je na voljo za osebne računalnike in iPade.
Več pripravljenih pločevinastih plošč se zavari skupaj in tvorijo podsklop.
Pogled od zgoraj
Dva od teh senzorjev sta nameščena nad varilnim sistemom, eden v območju postavitve (na komponenti), drugi pa na dejanskem območju varjenja. Oba gledata navzdol z vrha na pločevino, ki se vari, in njene sponke v namestitveni opremi.
Fabian Gulla, aplikacijski inženir za obdelavo slik in robotiko pri izdelavi v obratu Opel, razlaga delovanje senzorjev: »Uporabljamo senzor za merjenje razdalje. Za izvedbo tega smo določili različna območja zanimanja, ki jih zaznavamo. Na eni strani je sponka in njeni končni položaji, na drugi pa je komponenta kot takšna, npr. prisotna ali neprisotna. Vsekakor je mogoče to zaznavati z uporabo več enodimenzionalnih fotoelektričnih senzorjev, če poravnate en senzor na posamezno območje. Prednost senzorja O3D je ta, da potrebujete samo en senzor in lahko znova določite ROI-je v programski opremi. Poravnali smo ROI-je na končne položaje sponk in obdelovancev, nato pa za zaznavanje preprosto uporabimo merjenje razdalje: ali je komponenta prisotna ali ali je sponka dosegla svoj končni položaj. «
Slika 1: Senzor 3D sočasno nadzoruje številne položaje. Slika 2: Varilni sistem v območju gole karoserije.
Prihranek stroškov
Namesto več senzorjev samo en 3D-senzor sočasno zaznava več položajev na različnih točkah v opremi. Z uporabo vizualnega senzorja O3D je mogoče v tem obratu nadomestiti pribl. 80odstotkov običajnih senzorjev.
Na voljo je še več potencialnih prihrankov z zmanjšanjem kablov, pripomočkov za nameščanje in V/I točk na krmilniku.
Vizualizacija
Za transparentnost postopka je Opel namestil monitor za vizualizacijo v obratu. Poleg grafične vizualizacije procesov lahko O3D omogoča tudi sliko v živo.
Zaradi slike v živo je prednost senzorja ifm ta, da smo dodelili končne položaje sponkam in komponentam, ki so vizualizirane na sliki. Izmenjava rdeče in zelene barve sporoči upravljavcu, ali je bil obdelovanec nameščen in ali je sponka odprta ali zaprta.
To ne pomeni več dela s programiranjem, saj je treba vseeno nastaviti parametre senzorja, senzor pa zagotavlja sliko v živo.«
Prosti prostor za nameščanje: Senzorji v območju varilnih jezičkov in brizgov med varjenjem niso več potrebni.
Prostorsko varčen
Dejstvo, da je namesto več senzorjev zdaj potreben samo en za zaznavanje različnih položajev, ta senzor pa je nameščen visoko nad napravo, pomeni različne prednosti za izdelavo obrata.
Claus Moog: »Uporaba senzorja O3D nam ponuja povsem nove možnosti; na primer, imamo več konstrukcijskega prostora in več prostora za dostopnost do varilnih jezičkov. Poleg tega lahko odstranimo dovzetnost običajnih senzorjev do okvar. Ker je senzor nameščen visoko nad območjem varjenja, ga brizganje med varjenjem ne more doseči, kar bi ga lahko sčasoma poškodovalo, kot je to mogoče pri običajnih senzorjih, nameščenih v bližini varilnih jezičkov.«
Slika 1: Slika 3D-senzorja v živo z barvno označenimi območji zanimanja. Slika 2: Vizualizacija zagotavlja preglednost in označuje delovne korake za upravljavca.
Obeti
Izkušnja iz tega pionirskega obrata pri Oplu je na splošno pozitivna. To bo vplivalo na prihodnji razvoj pri konstrukciji obrata.
Vizualni senzor O3D je bil predstavljen v tesnem sodelovanju z razvijalci vizualnega senzorja.
Fabian Gulla: »Sodelovanje z družbo ifm je zelo dobro. Imeli smo več sestankov neposredno z razvijalci. Tako smo lahko dobili vpogled v pomembna odkritja, npr. kako deluje senzor, kaj si moram zapomniti, kakšne velikosti mora biti sponka, da jo je mogoče zanesljivo zaznati?«
Zaključek
Manj senzorjev, preprostejša konstrukcija obrata, brez interferenc zaradi brizgov med varjenjem – vizualni senzor kot nadzorni sistem ima številne prednosti in znatno zmanjša stroške obrata. Druge proizvodne obrate je tudi mogoče opremiti z vizualnimi senzorji in jih tako optimizirati.
