Opel O3D: Utsikt från toppen
O3D-givaren
ifm:s visionsgivare O3D302 är en 3D-kamera med integrerad bildutvärdering. Den bildgenererande PMD-givarens upplösning är 176 x 132 pixlar.
För var och en av de 23 232 pixlarna tillhandahåller givaren ett exakt avståndsvärde - upp till 25 gånger per sekund. I motsats till laserskannrar har ifm:s 3D-givare inga rörliga delar. Därför är den särskilt robust, liten och prisvärdig.
Eftersom 3D-bilden utvärderas i själva givaren behövs ingen extern utvärdering av bilden. Avståndet mellan klämman och givaren utvärderas via bestämbara positioner i kamerabilden (så kallade ROI-områden, region of interest = intresseområden). Den integrerade utvärderingen upptäcker om spännspaken är "öppen" eller "stängd". Händelserna överförs till styrenheten med hjälp av det integrerade ethernet-gränssnittet via TCP/IP, PROFINET IO eller EtherNet/IP. Livekamerabilden kan också tillhandahållas.
Med hjälp av mjukvaran "Vision Assistant" kan användaren enkelt t.ex. sätta givarens parametrar, definiera ROI-områden eller konfigurera utgångsfunktionen. Denna mjukvara finns för både Windows-datorer och iPads.
Blick från ovan
Två av dessa givare är installerade ovanför svetsanläggningen, ett i placeringsområdet (placerad komponent), det andra i det aktuella svetsområdet. Båda ser från ovan ner på den svetsfärdiga plåten och dess klämmor i anläggningsutrustningen.
Fabian Gulla, applikationsingenjör för bildhantering och robotik inom anläggningsbygge hos Opel förklarar givarnas funktion: "Vi använder givaren för mätning av avstånd. För detta har vi bestämt vissa intresseområden (regions of intrest = ROI) som vi detekterar. Dels är det klämman med sina ändlägen och dels är det själva komponenten, d.v.s. det detekteras om den är på plats eller inte. Man kan naturligtvis även detektera detta med hjälp av flera endimensionella fotoelektriska givare som placeras på varje område. Fördelen med O3D-givaren är att du endast behöver en givare och du kan omdefiniera ROI-områden direkt i mjukvaran. Vi har inriktat ROI:erna till klämmorna och arbetsstyckenas ändlägen och sedan använder vi bara avståndsmätningen för detekteringen: 'Är komponenten på plats' eller 'Har klämmorna nått sitt ändläge?' "
Bild 1: 3D-givaren övervakar samtidigt flera positioner. Bild 2: Svetssystem i området för råkarosser.
Kostnadsbesparingar
I stället för många givare registrerar en enda 3D-givare samtidigt positionen på flera ställen i utrustningen. Med hjälp av O3D-visionsgivaren kan ca 80 % av de konventionella givarna ersättas i denna anläggning.
Det finns även mer potential för kostnadsbesparing genom minskning av antalet kablar, installationstillbehör och I/O-punkter vid styrenheten.
Visualisering
För att skapa transparens i processen har Opel installerat en bildskärm för visualisering i fabriken. Utöver den grafiska processvisualiseringen kan O3D-givaren även producera en livebild.
Tack vare fördelen med livebilden från ifm-givaren kan vi tilldela ändlägen till klämmorna och komponenterna som visualiseras i bilden. Den rödgröna färgförändringen visar operatören symboliskt om ett arbetsstycke har placerats och om klämman är öppen eller stängd.
Det innebär inte mer programmeringsarbete eftersom givarparametrarna måste sättas i alla fall och livebilden tillhandahålls av givaren."
Fritt installationsutrymme: Inga givare behövs längre i området med svetstänger och svetsstänk.
Platsbesparande
Då det istället för flera givare nu endast behövs en givare för detekteringen av flera positioner och denna givare är installerad högt över anläggningen, innebär det också fördelar för konstruktionen av anläggningen.
Claus Moog: "Användningen av O3D-givaren ger oss helt nya möjligheter. till exempel har vi mer konstruktionsutrymme och mer plats för att komma åt svetstängerna. Dessutom kan vi eliminera benägenheten att drabbas av fel som är typiska för konventionella givare. Eftersom givaren är installerad högt över svetsområdet kan inte svetssprut nå den och skada den över tid, vilket är möjligt med konventionella givare som är installerade nära svetstungorna."
Bild 1: Livebilden från 3D-givaren med färgmarkerade intresseområden (regions of interest). Bild 2: Visualisering säkerställer transparens och anger driftstegen för operatören.
Framtidsutsikter
Erfarenheterna från denna pilotanläggning hos Opel har genomgående varit positiva. Det kommer påverka framtida utvecklingar inom konstruktionen av anläggningar.
O3D-visionsgivaren har introducerats i nära samarbete med utvecklarna av visionsgivaren.
Fabian Gulla: "Samarbetet med ifm fungerar utmärkt. Vi har haft flera möten direkt med utvecklarna. På så sätt fick vi kunskap om viktiga frågor som t.ex. 'hur fungerar givaren?', 'vad måste jag beakta?', 'vilken storlek måste klämman ha för att kunna detekteras säkert'?"
Slutsats
Färre givare, enklare anläggningskonstruktion, inga störningar på grund av svetssprut visionsgivaren har ett övervakningssystem som ger många fördelar och minskar anläggningskostnaderna betydligt. Andra produktionsanläggningar kan också utrustas med visionsgivaren och på så sätt optimeras.