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Maggiore flessibilità con i sistemi di elaborazione dell’immagine

Man, Enghelhard factory computer with cognex identification screen

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Maggiore flessibilità con i sistemi di elaborazione dell’immagine

 

Chiunque sia coinvolto nella produzione su larga scala di parti destinate all’industria automobilistica deve assicurare la massima uniformità e affidabilità del processo manifatturiero. I maggiori produttori a livello mondiale di filtri catalitici per l’abbattimento del soot (particolato carbonioso) utilizzano i sensori di visione In-Sight per migliorare l’efficienza delle loro linee di produzione

 

La decisione di razionalizzare i processi di manipolazione nello stabilimento di Engelhard Technologie GmbH situato a Nienburg mediante l’utilizzo di robot è stata maturata di pari passo con la volontà di effettuare un controllo preciso e affidabile per mezzo dell’elaborazione dell’immagine. Per tale motivo l’azienda fornitrice dei robot, Stäubli, aveva consigliato di contattare Cognex, società leader a livello mondiale nel settore dell’elaborazione dell’immagine. La prima analisi di fattibilità interattiva che si è tenuto presso Cognex ha avuto un esito estremamente positivo e ha toccato tutti gli aspetti legati alla realizzazione completa. Le fasi relative all’elaborazione dell’immagine potevano essere gestite indipendentemente dal reparto che si occupa di manutenzione dell’impianto presso la sede di Nienburg. Il mese successivo al primo incontro l’intero sistema controllato per mezzo di dispositivi per l’elaborazione dell’immagine è stato sottoposto alle procedure di avviamento da parte dell’integratore di sistemi robotizzati. Grazie all’efficiente cooperazione tra le parti e alla semplicità d’uso dell’ambiente di sviluppo In-Sight® Explorer è stato possibile far entrare in funzione il sistema di “pick and place” in meno di quattro settimane.

 

La precisione garantisce l’affidabilità

 

L’espletamento di questo compito di manipolazione richiede un controllo affidabile di situazioni critiche. Immediatamente dopo l’uscita dalla fornace, i filtri ceramici vengono inviati automaticamente verso il nastro trasportatore e quindi alla cella robotizzata. Il robot deve essere in grado, per esempio, di rilevare che la presa del pezzo di tipo 3 sia eseguita correttamente e che il pezzo stesso venga posto sulla linea 2 per le successive lavorazioni. Di questo filtro catalitico sono prodotte diverse versioni che si differenziano le une dalle altre per piccoli particolari: tutte questi modelli devono comunque essere gestire con la massima affidabilità dal sistema di elaborazione dell’immagine.

Il sensore di visione In-Sight® impiegato nella cella robotizzata deve riconoscere in maniera estremamente affidabile ciascuna forma dei circa 25 modelli differenti di filtro e determinare la loro esatta posizione. Per consentire al robot di effettuare la presa in maniera esatta la precisione di misura deve essere pari a ± 1 mm. Poiché esistono versioni del filtro di forma identica ma di lunghezza leggermente differente, il sistema di elaborazione dell’immagine deve essere in grado di individuare senza errori questi pezzi sul nastro trasportatore con le loro diverse altezze. Solo allora il robot saprà qual è il pezzo da prelevare. Gli angoli di rotazione dei pezzi di forma prevalentemente asimmetrica devono essere forniti al robot sotto forma di dati estremamente precisi. Ciò deve essere effettuato in maniera accurata poiché la successiva lettura dei codici bidimensionali deve aver luogo sempre nel medesimo punto per assicurare l’affidabilità del processo.

Il funzionamento affidabile degli algoritmi e dei tool di visione integrati sotto forma di libreria nei sensori In-Sight ha rappresentato un notevole vantaggio nell’espletamento di questo impegnativo compito. Questi tool e algoritmi sono componenti del software di visione PatMax® sviluppato da Cognex. Invece della tradizionale rilevazione dei bordi attraverso la correlazione della scala di grigio, questi tool di Cognex utilizzano il riconoscimento dell’oggetto in base alle caratteristiche geometriche (ulteriori informazioni sono fornite nel riquadro). Questo principio di funzionamento, che garantisce eccezionali livelli di precisione e affidabilità nel riconoscimento dei pezzi, ha comportato vantaggi di tutto rilievo. Ciò si è rivelato un aspetto cruciale per quel che concerne l’affidabilità del sistema di elaborazione dell’immagine. Infatti è stato stabilito che, in termini di affidabilità, la disponibilità del sistema di elaborazione dell’immagine doveva raggiungere una percentuale pari al 99,9%: si tratta di un elemento indispensabile per garantire la possibilità di effettuare una lavorazione automatizzata su tre turni che garantisse significative economie.

I filtri ceramici selezionati vengono quindi posti dal robot su un nastro trasportatore che li invia verso la stazione di imballaggio. I dati di posizione estremamente precisi forniti dal sensore di visione In-Sight permettono il controllo immediato del robot.

 

Configurazione facile e veloce

 

La operazioni di programmazione, configurazione e organizzazione dell’installazione del sistema di elaborazione dell’immagine all’interno della società ha consentito di istituire percorsi di comunicazione brevi. Ciò ha contribuito ad accelerare la realizzazione del progetto e a conferire una maggiore flessibilità nello sviluppo dello stesso, senza dimenticare la possibilità di assicurare tempi di risposta più brevi nel momento in cui si presenta la necessità di apportare adattamenti del processo.

“Se da un lato è molto importante essere in grado di eseguire progetti in tempi rapidi e in maniera affidabile – ha detto Thomas Wente, responsabile per l’esecuzione del progetto presso Engelhard Technologie GmbH – dall’altro vogliamo poter effettuare noi stessi qualsiasi modifica al processo si rendesse necessaria”.

In questo caso specifico è stato anche possibile gestire altri compiti di controllo che riguardano l’imballaggio dei filtri antiparticolato. Mediante l’uso di un sensore di visione a colori In-Sight® è possibile verificare se l’etichetta di colore verde è impressa su ogni filtro e se la scatola di cartone contiene il numero prestabilito di pezzi. Mediante una verifica su base continua del numero di parti imballate e il confronto con il numero dei pezzi prodotti è possibile determinare la quantità di perdite/scarti. Il supporto fornito dal personale di Cognex direttamente sulla linea di produzione della società ha permesso di rendere operativo questo compito di controllo in due soli giorni. Anche  in questo caso sono apparsi evidenti tutti i vantaggi legati alla semplicità del processo di programmazione delle operazioni di elaborazione dell’immagine del sensore di visione mediante un’interfaccia operatore di tipo spreadsheet.

Fin dall’inizio Engelhard ha pianificato un’espansione del sistema di elaborazione dell’immagine sulle linee di produzione. Questo è il motivo per cui l’intero lavoro è stato fatto fin dall’inizio sfruttando l’ambiente di sviluppo In-Sight Explorer. Ciò ha comportato sensibili vantaggi in termine di riduzione di tempi e costi relativi all’installazione e alla programmazione dei sensori collegati in rete. La piattaforma operativa grafica di semplice e immediata comprensione basata sull’ambiente Windows ha permesso di sviluppare in tempi brevi una soluzione specifica capace di espletare tutti i compiti di visione previsti. Risulta pertanto possibile tenere sotto controllo tutti gli aspetti relativi all’implementazione, compresi quelli di gestione e di comunicazione della rete di sensori di visione con la rete che controlla la produzione.

I ridotti tempi di apprendimento del personale circa l’uso di In-Sight Explorer si sono tradotti in una sensibile riduzione del tempo di sviluppo dell’applicazione di visione e hanno rappresentato e hanno rappresentato un elemento chiave per l’affidabilità funzionale, la flessibilità del sistema e l’integrazione nella rete di produzione dell’azienda. Ciò si è rivelato un aspetto di notevole importanza per la successiva espansione del progetto. Un altro sensore di visione In-Sight è stato integrato nella cella robotizzata esistente, mentre altri due sensori controllano la seconda cella robotizzata che è stata impiantata successivamente.

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