COVID-19 News updates
Machine Vision Software LinkedIn Showcase page

Quand la vision rencontre le métal

Dans l'industrie de la construction générale, de nombreuses pièces sont coupées dans des plaques de métal puis soudées ensemble sur une machine ou un véhicule de grande taille. Les difficultés apparaissent lorsque les plaques sont placées sur une table de coupe ; plus elles sont grandes et lourdes, plus il est difficile de les placer sur la table. Sans un alignement correct, la plaque risque d'être découpée en dehors des limites acceptables, ce qui génère du gaspillage et produit une incidence négative sur le processus de soudure. Lorsque les plaques varient le long des axes X, Y, et Z, la difficulté du positionnement exact devient encore plus problématique.

Il y a deux ans, Sensor Control à Västerås, en Suède était contacté par Severt Maschinenbau, une société de robotique allemande, pour contribuer au développement d'un système de vision capable de couper les plaques de métal de façon précise. Selon les dires de Thomas Dahlén, Vice président Ventes/Marketing chez Sensor Control, " Notre PathAdjuster fonctionne avec un robot pour mesurer la pièce proprement dite et régler le passage du robot préprogrammé pour le processus de coupe en fonction de la position et de la taille de la plaque. "

pathadjuster_2

Le PathAdjuster.

Le système

Le PathAdjuster utilise 12 caméras Sony ST50CE raccordées à deux cartes d'acquisition Matrox Meteor-II/Multi-Channel. Le système est animé par un processeur Celeron 2,1 MHz intégré à un boîtier industriel de 19 pouces. 14 doubles tubes fluorescents, plus un générateur de ligne laser simple éclairent la zone de travail. L'acquisition et le traitement des images sont exécutés par la bibliothèque d'imagerie Matrox (MIL). Lors de la coupe de la plaque de métal, un robot ABB suit un passage développé par Severt Robotertechnik, la société soeur de Severt Maschinenbau.

Dix caméras sont installées au plafond au-dessus de la table de coupe ; deux autres caméras sont fixées sur les effecteurs d'extrémité du robot. En utilisant une image composite générée par l'ensemble des 10 caméras, la MIL détermine d'abord la position de la plaque avec son module Geometric Model Finder (GMF) puis la mesure. " Nous pouvons mesurer les dimensions essentielles telles que les distances entre des trous avec une précision de 2 mm sur des plaques de 1200 mm x 9500 mm, ", explique M. Dahlén. Au besoin, une précision encore plus haute peut être obtenue avec une caméra robotisée de gros plan pour des plaques plus petites, ou des plaques comportant des détails particuliers ou d'autres dimensions importantes. Le nouveau passage représente essentiellement le décalage par rapport à la position prévue de la plaque. Une fois le nouveau passage transmis au robot, la caméra et le générateur de ligne laser peuvent diriger le robot pour couper la plaque en fonction de sa position réelle.

En utilisant le PathAdjuster, le robot peut couper la matière avec un niveau de précision élevé, dans la limite de 0,1 mm du passage requis. La taille des plaques varie généralement entre 200 mm x 300 mm et 1200 mm x 9500 mm ; elles peuvent présenter une épaisseur de 30 mm à 300 mm. En outre, les robots coupent fréquemment des plaques de différentes formes, notamment carrées, rondes, elliptiques et asymétriques. Les plaques étant de taille, de forme et de position différentes, l'application convient parfaitement au module géométrique de la MIL.

Selon le Dr. Wilhelm Severt chez Severt Maschinenbau, " nous pouvons produire des plaques de métal coupées en bordure avec un grand degré de précision, ce qui réduit les cots des processus de soudure qui suivent. En fait, notre client peut réaliser certaines tâches deux fois plus vite qu'avant l'arrivée du PathAdjuster. "

Des défis de développement

Générer une image composite de l'ensemble de la plaque à partir des 10 caméras individuelles présentait l'un des aspects les plus difficiles de l'application. Pour aligner toutes les images sans perdre de données et en maintenant la précision, le calibrage du système est devenu une tâche prépondérante dans le développement du PathAdjuster.

Le contrôle du robot a également posé des défis à Sensor Control, mais, la société étant très expérimentée avec ABB et ses robots, elle a pu prévenir certaines difficultés avant même qu'elles n'interviennent. Par exemple, les plaques ne sont pas en parfait état lorsqu'elles sont placées sur la table de coupe.

Le programme du robot est assez compliqué. Sensor Control a fait bon usage de son statut d'ancienne société ABB, car le recalcul des images du robot devait être réalisé dans le bon ordre. Lorsqu'une plaque est installée pour la première fois, elle doit être sablée pour recevoir aussi peu de données indésirables que possible. La fonction GMF de la MIL prend alors en charge pratiquement toutes les perturbations des plaques de production. Les plaques sont chargées dans le système sale, couvertes de rouille et certaines d'entre elles sont très marquées. Les fonctions du module GMF localisent la plaque sans difficulté. Il n'est plus nécessaire dorénavant de nettoyer (sabler) les plaques car la fonction GMF recherche seulement les informations issues de la plaque propre (après apprentissage).

Le chemin de la réussite

Les utilisateurs du PathAdjuster profitent d'une précision accrue, d'un taux de déchet moindre et d'une réalisation plus rapide des tâches. La mise en oeuvre de la correspondance de modèles géométriques signifie que le système est très souple dans le placement des plaques sur la table. " Quelle que soit la position ", indique M. Dahlén, " le système trouve la plaque et permet au robot d'exécuter son passage préprogrammé. "

" Le PathAdjuster est un élément très important pour différents acteurs de l'industrie automobile, car il peut être utilisé dans des applications de ferronnerie, de soudure, de plombage, et d'assemblage, " explique M. Dahlén. A l'heure actuelle, Severt Maschinenbau et Skoda Auto (appartenant à Volkswagen) ont implémenté PathAdjuster au sein de leurs processus de production. D'autres acteurs principaux de l'industrie automobile ont également exprimé leur intérêt pour ce système.

pathadjuster_2

Le module Geometric Model Finder (GMF) de la bibliothèque d'imagerie Matrox localise la position de la plaque de métal puis la mesure afin que le robot puisse couper la matière avec un niveau de précision élevé - dans la limite de 0,1 mm du passage requis.

Pour plus d'informations, contactez Sensor Control ou notre service de communication Matrox Imaging.

Haut