La smart camera aiuta a mettere ogni cosa al suo posto

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Iris gtr

L’utilizzo di metodi di assemblaggio manuale per montare le ruote sulle auto in funzionamento continuo è estremamente costoso per i produttori automobilistici. Ciò è dovuto principalmente al fatto che per eseguire il lavoro sono necessari diversi addetti all’assemblaggio.

IBG Automation GmbH (Neuenrade, Germania), fornitore di soluzioni di automazione, ha progettato un sofisticato sistema di assemblaggio per l’industria automobilistica che si adatta automaticamente e monta le ruote sulle carrozzerie delle auto in continuo movimento lungo la linea. Questo sistema altamente flessibile può essere utilizzato per diversi tipi di veicoli e di ruote. Automatizzando questo processo, i produttori automobilistici non solo riescono a ridurre drasticamente i costi della manodopera, ma la qualità complessiva della produzione migliora man mano che vengono eliminati gli errori di assemblaggio.

Smart camera e robot industriali

Due robot industriali Kuka a sei assi, uno su ciascun lato della carrozzeria di un’auto, raccolgono i bulloni delle ruote e i cerchioni dalle loro stazioni di rifornimento e li avvitano sull’auto. I robot sono sincronizzati con il trasportatore e seguono il movimento della macchina durante il montaggio. Ad ogni robot è collegata un’illuminazione specializzata con filtri polarizzati e infrarossi. Una telecamera smart Matrox Iris GT è inoltre fissata su ogni robot. La telecamera smart individua il punto centrale del cerchio e calcola la sua posizione (x, y), la rotazione (Rz) del cerchio del bullone e la distanza dalla telecamera (z) in coordinate calibrate.

Prima di inviare queste coordinate al robot, la telecamera smart controlla se il disegno del cerchio che ha individuato corrisponde al cerchio che ci si aspetta venga fornito dal PLC. Quest’ultima prova impedisce il montaggio sul veicolo di un cerchio sbagliato. Vengono identificate tredici diverse combinazioni di ruote, con sette disegni di cerchioni e quattro tipi di laccature (bianco, argento, antracite e nero). L’intero processo di assemblaggio automatizzato delle ruote ha una durata di soli 54 secondi.

Tecnologie visione industriale automotive
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Elaborazione delle immagini tramite smart camera Matrox

Il sistema di elaborazione delle immagini si basa sulla telecamera smart Matrox Iris GT. L’applicazione è stata sviluppata con Matrox Design Assistant un ambiente di sviluppo integrato (IDE) che viene fornito con la telecamera. L’IDE permette agli utenti di creare applicazioni di visione artificiale costruendo un diagramma di flusso invece di codificare programmi o script utilizzando linguaggi del tipo C++. Una volta terminato lo sviluppo, il progetto (o diagramma di flusso) viene caricato e memorizzato localmente sulla Matrox Iris GT. Il progetto viene poi eseguito sulla telecamera smart e monitorato dall’interfaccia uomo-macchina (HMI) basata su web che gira su un PC.

Vengono utilizzati un certo numero di strumenti di assistenza alla progettazione o i passaggi del diagramma di flusso. L’acquisizione e l’elaborazione delle immagini vengono attivate da un comando del collegamento di rete, che contiene informazioni sul lavoro di misura e sul tipo di cerchio previsto. Diversi passaggi del Model Finder sono utilizzati per localizzare il cerchio di bulloni della ruota e verificare il tipo di progetto previsto. La fase di metrologia calcola quindi la posizione e l’orientamento del cerchio in base ai dati forniti dal Model Finder. Una connessione TCP/IP assicura la comunicazione tra le telecamere smart e il PLC. I risultati e le immagini vengono registrati in una cartella di rete condivisa, utilizzando i passaggi di TextWriter e ImageWriter, e possono essere scaricati dal personale di manutenzione a distanza per l’analisi dei guasti.

Alcune sfide delle smart cameras di Matrox

IBG è un utente di lunga data della tecnologia delle smart camera Matrox. Kai Kluwe, responsabile dello sviluppo di software di visione artificiale/misurazione presso IBG, spiega: “La nostra esperienza con le telecamere smart Matrox Iris e il relativo software è stata molto positiva: in passato abbiamo realizzato progetti di successo utilizzando gli efficienti strumenti di ricerca edge-based di assistenza alla progettazione”. IBG è inoltre estremamente soddisfatta del livello di assistenza tecnica offerto. Oltre all’assistenza locale qualificata ricevuta da Rauscher GmbH, il distributore principale di Matrox Imaging in Germania, IGB ha sfruttato le competenze messe a disposizione dalla Vision Squad di Matrox Imaging, con sede a Montreal, un team di guru degli algoritmi che aiuta i clienti a valutare la fattibilità delle applicazioni e a determinare come utilizzare al meglio il software Matrox per risolvere le sfide applicative.

In questo caso, queste sfide includevano la necessità di IBG di gestire diverse combinazioni di design e colori insieme a cerchi sovrapposti risultanti dal loro posizionamento sul pattino. Un ingegnoso algoritmo basato sul Geometric Model Finder e sulle fasi di metrologia è utilizza solo le caratteristiche indicative appartenenti al cerchio in primo piano, scartando quelle che appartengono ai cerchi dietro di esso. Altre sfide erano rappresentate dalle diverse impostazioni per l’acquisizione delle immagini e le fasi del Model Finder su ogni lato della catena di montaggio e per ogni tipo di cerchio, oltre a garantire una misurazione affidabile della profondità con una telecamera 2D. “La Vision Squad ha fornito un metodo alternativo e ottimizzato per l’utilizzo dello strumento di metrologia, in modo da potere migliorare la robustezza complessiva”, spiega Kluwe.