Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen alle Hersteller von robotergestützten Prüfzellen in der Lage sein, automatische Prüfungen mit technologisch innovativen Lösungen zu entwickeln und herzustellen, die zuverlässig, einfach und sicher zu verwenden sind. Durch den Einsatz von Lösungen mit bildverarbeitungsgeführter Robotertechnologie können Produktions- und Montageprozesse optimiert werden. Dieser Technologie ist unerlässlich, um heute auf dem globalen Markt wettbewerbsfähig zu sein.
Tiesse Robot mit Sitz in Italien ist führend in industriellen Automatisierungsprozessen und investiert erhebliche Ressourcen in F&E, insbesondere in Bildverarbeitungssysteme für Robotik für verschiedene Industriesektoren. Sie verwenden eine flexible und konfigurierbare Cognex Bildverarbeitungssoftware, um eine Vielzahl von Aufgaben durchzuführen, einschließlich Teile-Lokalisierung für bildverarbeitungsgeführte Robotertechnologieanwendungen, Teile-Messung, Teile-Inspektion und der Fähigkeit, Maß- und Qualitätsprüfungen durchzuführen.
Maurizio Ravelli, Commercial Director von Tiesse Robot, erklärt: „Der Markt für Bildverarbeitungssysteme bewegt sich von der traditionellen Teileerkennung hin zur 3D-Bildverarbeitung für die Handhabung des Teils direkt vom Behälter oder von der Palette. Dieser Prozess ermöglicht auch das Veredeln, Entgraten und Endbearbeiten von Teilen. Darüber hinaus entwickeln Firmen Bildverarbeitungssysteme mit Linearkameras und Laser-Lichtquellen zur Qualitätskontrolle von mechanischen Gegenständen und Bauteilen für Sicherheitssysteme (Fahrzeugbremsen usw.). Parallel dazu verlangt der Markt von der Produktionsstätte, Maßprüfungen an Teilen vorzunehmen, sobald diese die Bearbeitungseinheiten verlassen, um Korrekturen an den Betriebseinheiten in Echtzeit durchzuführen.“
Tiesse Robot + Cognex Bildverarbeitungslösungen
Um ihren Kunden eine hohe Leistung, maximale Zuverlässigkeit und einfache Verwendung zu bieten, hat Tiesse Robot eine künstliche Bildverarbeitung-Plattform entwickelt, die auf der Cognex VisionPro-Software basiert. Diese Bibliotheken sind in großem Maße an die Anforderungen der Kunden anpassbar.
Die Plattform bietet eine breite Palette von Funktionen und Hardware-Unabhängigkeit bei der Wahl der Kamera, was die Anpassung des Systems pro Anwendung erleichtert. Und um das häufige Problem zu lösen, komplexe Objekte mit unterschiedlichen Teilepositionen bei der Ankunft auf einem Förderband zu lokalisieren, hat Tiesse ein System entwickelt, mit dem ein Teil unabhängig von der Position erkannt werden kann.
Benutzerfreundlich
Damit das System für Bedienpersonen in der Produktion so einfach wie möglich zu nutzen und zu verwalten ist, hat Tiesse das Bildverarbeitungssystem mit einer benutzerfreundlichen, interaktiven, mehrsprachigen Schnittstelle (Italienisch, Englisch, Französisch, Deutsch und Japanisch) ausgestattet. Umgebungsschwankungen wie die Beleuchtung sind ein Standardproblem. Für diese Herausforderung ist das breite Portfolio an Cognex Bildverarbeitungstools entscheidend. Dazu gehören u. a.: PatMax®, PatFlex®, PatInspect®, nichtlineare Kalibrierungs- und Messwerkzeuge und das Roboterführungswerkzeug mit XYZ-Fähigkeit. Zusätzlich zu diesen Funktionen kann auch die Unterstützung und Neuprogrammierung des Systems durch Fernzugriff durchgeführt werden.
Weißware – Waschmaschinenteilemontage
Die Tiesse Robot Gruppe hat mit Hilfe von zwei mit der Cognex VisionPro Software programmierten Robotern eine Prüfzelle für die automatisierte Montage der Kappen und Gleitrollen von Waschmaschinenventilen hergestellt. Die Zelle besteht aus einem Palettenlager für die zu montierenden Teile, einer Messstation mit Fernkamera für die Bohrungsmitte, einer Station zum Anbringen der Kappen, einem Drehtisch zum Anbringen und Nieten der Rollenbolzen und zwei Kawasaki-Robotern, die die Teile zwischen den verschiedenen Stationen handhaben und die Vormontage der Rolle auf dem Drehtisch vorbereiten.
Zu den Besonderheiten der Zelle gehören die Produktion im Zufallsbetrieb, die Korrektur von Fehlern beim Bohrungsabstand, um eine korrekte Montage der Kappen zu gewährleisten, und das Einsetzen der Rollenbefestigungsschrauben. Alle Aktionen werden vom PC gesteuert, der die Details des Produkts, die Systemdaten und -parameter, die Einstellungen, die Anzeige des Betriebsstatus, den täglichen Produktionsbericht und Alarme verwaltet.
Der Roboter führt mit Hilfe eines Abstandssensors an der Kante ein Messzyklus für die Höhe der Palette durch, auf der sich die Teile befinden. Dann rahmt er den Umriss des Profils mit der Fernkamera ein und erkennt ihn. Am Ende des Verfahrens wird das Teil zur Kappenbefestigungsstation transportiert. Das System erhält dann einen Code, der die Einsetzsequenz und den Rollentyp für die Drehtischstation vorschreibt, um die Montage abzuschließen. Und schließlich wird das Produkt auf die Palette mit den fertiggstellten Produkten abgelegt.
Automatisierte Bearbeitungsinsel für das Veredeln von Gusseisen
Ein weiteres interessantes Beispiel für eine automatische Prüfzelle ist die Verwendung von mit der Bildverarbeitung ausgestatteten anthropomorphen Robotern (bis zu 500 kg Kapazität), um mittlere und große Eisengussteile zu veredeln und zu endbearbeiten.
Der Bediener platziert die Gussteile auf einem Transport-Gerät mit Rollläden und die Cognex VisionPro Software überträgt den Code an den Roboter, der die Ausrichtung des ankommenden Teils anzeigt. Die Besonderheit dieser Zelle ist das Vorhandensein eines zweiten Bildverarbeitungssystems, das zusammen mit der Nutzung von Sensoren die genaue Position der Gussteile in den X-, Y-, Z-Ebenen definiert. Diese Verfahren zeigen, dass es möglich ist, die Positionen von Bearbeitungsbereichen mit Bildverarbeitungssystemen unabhängig von den Toleranzen der Form und ohne andere genaue Positionierungsanforderungen für das Werkstück im Werkzeug zu bestimmen. In der Praxis liefert die Bildverarbeitungssoftware die Bedingungen für die Nachbildung der Bearbeitungslinien mit ihren Ausrichtungsvektoren, sodass das Roboterwerkzeug präzise positioniert werden kann.
Prüfzelle für die Endbearbeitung von Sitzen – verarbeitet bis zu 32 verschiedene Produktcodes
Eine zusätzliche Anwendung der Roboter und Bildverarbeitungssysteme betrifft eine Installation zur Endbearbeitung von Kunststofflehnen von Bürostühlen und deren Montage mit Metalleinsätzen zur Befestigung des Sitzes am Stuhlrahmen.
Die Prüfzelle ist einer Presse nachgeschaltet, die acht verschiedene Produkt-Codes nach dem Zufallsprinzip stanzt. Um die zufällige Produktion zu bewältigen, wurde die Cognex VisionPro-Software in die Insel integriert, sodass bis zu 32 unterschiedliche Produktcodes verarbeitet werden können, ohne Einbußen bei der Geschwindigkeit oder Flexibilität.
Das System bewältigt auch die Herausforderung der verschiedenen Produkt-Herausnahmen aufgrund der unterschiedlichen Formen oder unterschiedlichen Bearbeitungszeiten in der Pressphase.
Der Zyklus jedes Roboters umfasst das Aufnehmen des Teils, das auf dem Förderband ankommt, in der Position und Ausrichtung, wie vom Bildverarbeitungssystem berechnet, die visuelle Inspektion zur Ermittlung der Abmessungen, die sequentielle Platzierung aller Einsätze gemäß der Position, die vom Bildverarbeitungssystem gemessen wird, und das Ablegen des Endprodukts auf der Transportvorrichtung für den Abtransport.
Werkzeugmaschinen
In diesen kurzen Überblick über die Anwendungen, die von bildverarbeitungsgeführten Robotern durchgeführt werden, darf die folgende robotergesteuerte Anlage für Werkzeugmaschinen nicht fehlen.
Roboter für Werkzeugmaschinen sind mit einem Bildverarbeitungssystem ausgestattet, das das Teil erkennt. Die Lösung besteht aus verschiedenen Teilezuführsystemen, abhängig von der Produktionsrate und den Abmessungen der Teile sowie deren Bewegungslogistik.
Die Bearbeitungszelle kann dann mit einer vollautomatischen Zuführung und Beladung ausgestattet werden. Innerhalb vollautomatischer Arbeitszentren werden die Teile über Förderbänder und/oder Paletten in einem 3D-Makrobereich positioniert. Der Roboter identifiziert dann das Teil mit Hilfe der Cognex PatMax-Technologie, um die räumlichen XYZ- und Winkelkoordinaten zu messen. Darüber hinaus ermöglichen die nichtlinearen Kalibrierungs-Tools von Cognex die vollständige Eliminierung von Kalibrierungsfehlern, wodurch hohe Leistung, Verlässlichkeit und Effizienz zu wettbewerbsfähigen Kosten erzielt werden können.
Der Einsatz von Bildverarbeitungssystemen in Automatisierungsprozessen ist eine sich ständig weiterentwickelnde Technologie mit viel Zukunftspotenzial bei Anwendungen und Projekten, die sowohl Cognex als auch Tiesse aufgrund ihrer Erfahrung und ständigen Forschung auf dem Gebiet angehen können.