Robotvezérlés kamera rendszerrel
A robotok az acéllemezek között nagy sebességgel, szinte játszi könnyedséggel mozognak. Ellenőrzik, megragadják és behelyezik az acéllemezeket a hegesztő állomásba, majd utólagos ellenőrzésre kiveszik és félreteszik azokat. A KWD Automobiltechnik vállalat hegesztőrendszere a Cognex VisionPro® 3D intelligens képfeldolgozó-rendszerével vezérelve nyit új utat az alkatrészek gyártásában.
A KWD 3D számítógépes képfeldolgozással gyorsítja fel a hegesztés folyamatát
A modern robottechnikai fejlesztéséről ismert Kuka cég és a W-Plan gépgyártó-vállalat együttműködésének eredménye az az autókarosszéria-elemeket gyártó rendszer, amelyet a Schnellecke Group AG & Co. KG wolfsburgi fiókja, a KWD vezetett be. A rendszer működésében jelentő szerep hárul a számítógép-alapú képfeldolgozásra, amelynek eszközbázisát az ipari képfeldolgozó eszközöket fejlesztő Cognex cég szállította. Az alkatrészek mozgatásának kamerákkal vezérelt folyamata (pick-and-place) nemcsak a munkadarabok mozgatásáról, hanem a nyers-, illetve a késztermékek minőségének ellenőrzéséről is gondoskodik a futószalagon.
(Ábráink a bemutatott gyártórendszer néhány részletét szemléltetik.)
A Cognex vállalat VisionPro® 3D-szoftverét használó térbeli kamera rendszer felismeri a felfogó állványokon elhelyezett alkatrészek térbeli elhelyezkedését, az oldalsó panelek esetleges deformációját, és az adatokat elküldi a robot vezérlőegységének. A vezérlőegység a termék aktuális helyzetének függvényében valós időben képes módosítani a tartópofák mozgását. A szabad szemmel történő minőség-ellenőrzéssel szemben a végeredmény a termék minőségének egyértelmű javulása. Az operátor teljes figyelmét ezáltal a folyamat folytonosságának ellenőrzésére összpontosíthatja ahelyett, hogy az alkatrészek helyes ki- és behelyezésével kellene foglakoznia.
Pontos szinkronizálás
A gyártás egész folyamata és az oldalsó autókarosszéria-elemek minőségének felügyelete a 3D képfeldolgozó kamerák kritikus szeme előtt zajlik. A képnek a munkafolyamat szempontjából jelentőséggel bíró, releváns szektorait egyedi vagy sztereoszkopikus kamerák rögzítik annak függvényében, amit a munkafolyamat egyes lépései megkívánnak. A Cognex VisionPro 3D szoftver valós idejű pozícióadatokat szolgáltat. A 2D-eszközök különféle készleteiből származó geometrikus minták összehasonlításához az intelligens számítógépes kamera rendszer a VisionPro szoftver komplex könyvtárának szoftvereszközeit – például a PatMax®-et ‑ használja. A pontos kalibrációs eszközökkel ellenőrzés alatt tartható a kép optikai deformációja, és ennek alapján történik a kamerák szinkronizálása annak érdekében, hogy a robot tartópofáinak rendkívül bonyolult mozgását követni tudja a kamera rendszer.
A munkafolyamat első lépésében egy tartópofával felszerelt és intelligens számítógépes kamerával ellátott robot áll az alkatrészeket tartó állvány elé, amelynek egy polcán helyezkednek el a kisebb darabok. Felméri a darabok pozícióit, és a megfelelő helyzetben megfogja az egyes alkatrészeket. Ez két lépésben történik: első lépésben a légnyomás csökkentésével magához szippantja a lemezeket, majd a nyílásokba illesztőcsapokat helyez a lemezek pontos pozicionálása érdekében. Eközben a másik – kétoldalas fogórendszerrel és integrált 3D-technológiás számítógépes látással felszerelt – robot a mozgatható állvány elé áll, amelyen a nagy darabok helyezkednek el, vertikális állásban. A második robot ellenőrzi a szállítási zár pozícióját, beméri az alkatrészek pozícióját és a megfelelő helyzetben megragadja az alkatrészeket. Ezt követően mindkét robot a rakodóállomáshoz, egy forgatható asztalhoz gurul, ahol az egyes alkatrészeket a megfelelő pozícióban és logikus sorrendben egymás mellé helyezi.
Teljes nyomonkövethetőség
A hegesztés folyamatának befejeztével, amelyet egy ponthegesztő robot hajt végre, az előbbiekben említett két robot elvégzi a ponthegesztés optikai ellenőrzését. Az ellenőrzés a hegesztési pontok számára és pontosságára terjed ki. A 3D-számítógépes kamera rendszer ellenőrzi, hogy a hegesztési pontok az előre meghatározott mezőkbe kerültek-e. A hegesztés irányításának paraméterei alapján a rendszer megvizsgálja, hogy a varratgyöngyök az előírt pozícióban helyezkednek-e el. A tesztelés adatait archiválják, és az egyes fényképeket a velük összefüggő paraméterekhez rendelik. Ezzel a módszerrel a KWD Automobiltechnik vállalat lehetővé teszi a gyártási folyamat teljes nyomonkövethetőségét és a megbízható minőség-ellenőrzést.
A munkafolyamat utolsó lépéseként a második robot kiemeli a már összehegesztett darabot, és belehelyezi egy, a kész daraboknak előkészített állványba. Amint ez a mozgatható állvány megtelik a megfelelő számú hegesztett darabbal, a rendszer jelet küld a szállítási logisztikának, amely a mozgatható szállítóállványt elviszi, s egy új üres állványt hoz helyébe.
Teljes ellenőrzés
A Cognex VisionPro 3D-szoftverrel ellátott rendszer nem csupán a termékek ellenőrzését végzi. További fontos szerepe van abban is, hogy a rendszer előre meghatározott szakaszait kontrollálja. A számítógépes látás 3D-rendszere nemcsak magát a terméket ellenőrzi, de a folyamat kezdetén és végén számos egyéb pozíciót is mér – például a hegesztőállomás feszítőkarjainak helyzetét is. Ezenkívül ellenőrzi azt is, hogy a szállítókonténerek zárjai zárva vannak-e. A rendszer teljes terhelésnél is a hatékonyság jelentős növekedését eredményezi.
A 3D számítógépes látás rendszerének bevezetése során az egyik legigényesebb feladat a megfelelő megvilágítás kialakítása volt. Az oldalsó panelek egyes komponenseinek elhelyezkedése a szállítókonténerben nincs pontosan meghatározva, ezért bizonyos helyzetekben meg is hajolhatnak vagy ferdén állhatnak. Ez azt eredményezi, hogy az autógyártáshoz használt acéllemez nyers fémje állandóan változtathatja fényvisszaverési tulajdonságait. Ezért a megoldást egy fehér belső felületű szekrény létrehozása jelentette. Ennek belsejében a fehér fény egyenletesen szóródik szét a fémrészekre, miközben a fény beesési szöge a lehető legnagyobb.
A kilenc hónapos fejlesztés és üzembe helyezés után a termelés immár teljes kapacitással, három műszakban folyik. A kedvező tapasztalatok alapján a KWD Automobiltechnik vállalat már a következő lépéseket, a 3D-képfeldolgozás szélesebb körű alkalmazásait fontolgatja. Ettől azt várják, hogy a jövőben az egyes rendszerekben a 3D számítógépes képfeldolgozással jelentősen csökkenthető a folyamatban részt vevő elemek száma. Ezzel növekszik majd a befektetés hatékonysága, és a minimumra korlátozódik a potenciális hibaforrások száma.
A Cognex-társaság további esettanulmányait a www.industrymedia.eu portálon olvashatja el.
A Schnellecke cégről
A Schnellecke vállalat logisztikai termékek szolgáltatója és az autóipar nemzetközi beszállítója, világszerte mintegy 40 képviselettel. A Schnellecke a KWD Automobiltechnik égisze alatt karosszériaelemeket és szerelőegységeket állít elő különböző autógyárak számára.
A Cognexről
A Cognex Corporation ipari képfeldolgozási és azonosító rendszerek tervezésével, fejlesztésével, gyártásával és forgalmazásával foglalkozik, tehát olyan készülékekkel, amelyek „látnak”. A Cognex világvezető a gépi képfeldolgozás és ipari azonosítás iparágában; képfeldolgozási és azonosítási rendszereit világszerte alkalmazzák a legkülönbözőbb ellenőrzési, azonosítási és irányítási feladatoknál a gyártási és terjesztési folyamat során. Legfőbb piacainak az autógyártás, az élelmiszerek és italok előállítása, a gyógyszeripar és a logisztika, valamint az OEM (eredeti) gyártók számítanak. A Cognex székhelye az USA Massachusetts államában van, és regionális irodákat működtet Észak-Amerika, Európa, Ázsia, Japán és Latin-Amerika területén. A Cognex Kelet-Európában is folyamatosan növeli helyi jelenlétét, amelynek eredményeképpen ma már technikai támogatást és csoportos képzést kínál a lengyelországi Wroclawban és Budapesten található irodáiban. További részletekért látogasson el a Cognex weboldalára a www.cognex.com címen.
Cognex Hungary Kft.
Berzsenyi Zsolt, Területi Értékesítési Menedzser
1088 Budapest, Rákóczi út 1-3.
Tel.: +36 1 501 0650
E-mail:
