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La visione semplifica la saldatura a laser

Trumpf Laser with insight 5705

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La visione semplifica la saldatura a laser

 

Azienda con sede a Schramberg, Trumpf Laser è specializzata nello sviluppo e produzione di apparati e sistemi equipaggiati con laser a stato solido che vengono utilizzati in settori quali quello automobilistico o medicale. Un’applicazione specifica è la saldatura di precisione di piccoli componenti realizzati con materiali differenti.

I responsabili dell’azienda hanno deciso di integrare la tecnologia di visione nella struttura ottica degli scanner per saldatura presenti sulle loro macchine laser. Questa ottica è conosciuta come PFO (Programmable Focus Optic -  ottica di focalizzazione programmabile). L’obbiettivo di Trumpf Laser era migliorare la flessibilità e la precisione, oltre ad accelerare i processi di produzione per i clienti.

 

Tecnologia di visione: una scelta strategica

 

L’integrazione di un sistema di visione è stata una decisione strategica. Grazie alla visione è infatti possibile adattare in maniera automatica la posizione di saldatura in modo da far corrispondere dimensione e posizione di ogni pezzo in lavorazione senza nessun intervento da parte dell’operatore. Il sistema di visione doveva determinare i dati relativi alla trasformazione delle coordinate ed essere di semplice uso, adatto quindi per operatori senza nessuna esperienza nel campo della visione. Ciascun sistema di visione doveva essere aggiornato con il nuovo sistema di visione senza provocare alcun problema.

A questo punto il problema di Trumpf era individuare un partner operante nel campo della visione in grado di aiutarlo a risolvere questo problema. L’obbiettivo era quello di potersi concentrare sul business principale integrando in maniera efficace la tecnologia di visione mediante un’istallazione che risultasse semplice per i propri clienti. I responsabili di Trumpf hanno quindi deciso di lavorare con Rohwedder AG Vision Technology, società con sede a Markdorf che può contare su un qualificato gruppo di esperti nel settore della visione. L’azienda è inoltre uno dei PSI (Partner System Integrator) di Cognex. Gli utenti finali sono così sicuri di poter contare sul supporto tecnico a lungo termine grazie alla rete di assistenza di Cognex diffusa su scala mondiale.

 

Più spazio, meno scarti e maggiore produttività con l’eliminazione dei meccanismi

 

I sensori della famiglia In-Sight™ ad alte prestazioni sono stati scelti come sistema di visione indipendente alloggiato in un robusto contenitore conforme alle specifiche IP67 (NEMA 6). Il sensore In-Sight è impiegato per soddisfare i requisiti più impegnativi. Il design particolarmente compatto permette il montaggio del sensore In-Sight direttamente sull’ottica di focalizzazione PFO, a tutto beneficio degli ingombri.

Grazie all’utilizzo della tecnologia di visione sulle proprie macchine, Trumpf ha potuto eliminare la necessità di ricorrere a dispositivi di aggancio e posizionamento. Non è più necessario il fissaggio di precisione di pezzi relativamente al laser, oppure il progetto può risultare più semplice grazie alla capacità dei sistemi di visione di individuare pezzi di ridotte dimensioni. Ciò si traduce in una maggiore flessibilità nelle metodologie operative, con un incremento del livello di automazione e un significativo aumento nella qualità della produzione. Inoltre è possibile ridurre gli scarti e diminuire i costi di produzione.

 

Rapida valutazione dell’immagine e localizzazione degli oggetti con PatMax

 

Invece della correlazione della scala dei grigi, il software di visione PatMax® di Cognex sfrutta le caratteristiche geometriche degli oggetti quali spigoli, dimensioni, forme, angoli, curve e ombreggiature per localizzare la loro forma. Le relazioni tridimensionali tra queste caratteristiche base dell’immagine acquisita vengono confrontate con le immagini in tempo reale. L’analisi dei dati consente al laser di localizzare con precisione gli oggetti. Nel caso di applicazioni standard, il tempo di risposta per una valutazione completa dell’immagine è di circa 180 ms.

Semplicità di comunicazione

 

I dati relativi alle coordinate e alle immagini vengono raccolti da In-Sight e trasferiti attraverso una connessione Ethernet al server FDP del laser. Con In-Sight non è più necessario il ricorso a un PC per l’elaborazione dell’immagine e la soluzione proposta si distingue per le sue doti di flessibilità. Uno dei principali vantaggi di questa soluzione di visione è rappresentato dall’ambiente di sviluppo InSight Explorer. Basati sull’interfaccia operatore Microsoft Windows XP, i tool presenti in questo package garantiscono maggiore semplicità di programmazione e facilità di integrazione del sistema di visione nel programma di diagnostica dei guasti del server del laser utilizzando il software WinLas.

 

Tecnologia di visione integrata: un successo collaudato

 

La procedura che è stata messa a punto prevede che un potenziale cliente possa ricevere in tempi brevi uno studio di fattibilità dettagliato relativo alla sua applicazione. L’utente invia alcuni pezzi campione sia a Trumpf Laser sia a Rohwedder AG Vision Technology unitamente alle sue specifiche richieste. Entrambe le società a questo punto determinano la fattibilità del progetto. Il cliente quindi è sicuro circa l’affidabilità del sistema e la sua capacità di garantire il rispetto della precisione e delle tolleranze (espresse in μm) desiderate, come pure del fatto che l’operatore sarà in grado di gestire il sistema pur senza nessuna conoscenza pregressa nel settore della visione. Il sistema laser equipaggiato con la soluzione di visione viene quindi collaudato da Trumpf simulando le condizioni operative reali: in questo modo è possibile procedere in tempi brevi all’installazione e all’avvio della produzione presso lo stabilimento del cliente.

Attualmente sono in funzione più di dieci ottiche PFO con sistemi di visione integrati in differenti settori industriali. Tutti questi sistemi – prima di entrare ufficialmente in azione – erano aggiornamenti o sistemi utilizzati per il beta test. In particolare i sistemi aggiornati, grazie alla compatibilità pregressa con le ottiche PFO già installate, hanno evidenziato risultati positivi potendosi configurare come sistemi di tipo “plug & play”. Il più importante vantaggio per i futuri clienti è il successo dimostrato delle ottiche PFO con sistemi di visione integrati.

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