Bildverarbeitungstechnik optimiert den Fertigungsprozess
Mikrometergenau positionieren und gravieren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Effiziente Automatisierung der Lasergravur
Angesichts der komplexen Anforderungen entschied sich Laser Cheval für eine Bildverarbeitungs-Lösung von Cognex auf Grundlage eines PCs mit der Vision-Software und Entwicklungsumgebung »VisionPro«.
»Die Technologie zur präzisen Positionsbestimmung von Teilen und Merkmalen, die Geometrie-Tools und die sicheren Kalilbrierungsfunktionen von Cognex 'PatMax‘ zählen zu den entscheidenden Vorteilen des Systems«, erläuterte Michel Bertin, Leiter für IT-Entwicklung bei Laser Cheval. Vor allem die Probleme im Zusammenhang mit der Kalibrierung hätten das Unternehmen veranlasst, eine PC-gestützte Lösung zu wählen.
»Die Bildverarbeitungs-Software 'VisionPro‘ bietet Flexibilität durch zuverlässige Algorithmen, die auf einer umfassenden Objektbibliothek beruhen«, ergänzte Bertin. »Die Integration in unsere Entwicklungs-Tools ist möglich, und eine hohe Qualität und Reichweite der integrierten Grafikkomponenten ist gegeben.«
Laser Cheval entwickelte unter Verwendung von »VisionPro« einen Prototyp und führte am Kundenstandort Pirey die Prüfungen im Originalmaßstab durch. Die Machbarkeitsstudien unterschritten die Toleranzanforderungen, die das Hauptkriterium für die Wahl einer automatisierten Lösung waren. Die Gravurqualität des fertig bearbeiteten Werkstücks wurde darüber hinaus statistisch erfasst. Das Ergebnis: Positionierung mit einer Standardabweichung von knapp 20 µm bei einer Winkeltoleranz von weniger als 0,5°. Angesichts der positiven Testergebnisse übernahm Laser Chevals Kunde die automatische Graviermaschine mit der komplett integrierten Bildverarbeitung als zentralem Automatisierungselement.
Die vollautomatische mikrometergenaue Positionsbestimmung von Werkstücken konnte einfacher, flexibler, mit höherer Betriebssicherheit und mit weiteren Vorteilen gestaltet werden. Die Logo-Graviermaschine von Laser Cheval verfügt über motorbetriebene Achsen. Diese Achsen werden vom Bildverarbeitungssystem von Cognex gesteuert und sorgen für eine genaue Positionierung der 1200 Werkstücke pro Schicht, wobei bei jeder Sequenz bis zu 12 Werkstücke gleichzeitig aufgenommen werden.
»VisionPro« ortet die einzelnen Werkstücke automatisch und unabhängig von ihrer Position präzise auf dem Arbeitstisch. Anschließend übermittelt die Software die genauen Koordinaten des Werkstücks (Laserkoordinaten x, y und 0) an die Achsensteuerung. Diese bewegt das Werkstück mit einer hohen Positioniergenauigkeit unter den Lasergravurkopf.
Bei dem Projekt programmierte das Unternehmen die automatische Steuerung der Maschinenkomponenten (Achsen, Laser, Bildverarbeitungssystem) und entwickelte eine benutzerfreundliche Schnittstelle für die Implementierung und Modifizierung der Bildverarbeitungsprogramme. Die Ingenieure richteten einen gesicherten Benutzerzugang zu den Modifikationen ein, integrierten eine umfassende benutzerspezifische Konfiguration der Maschine - Barcodes der Produkte, Verpackung, Programme für die verschiedenen Teile, Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems etc. - und entwarfen eine einfache Benutzeroberfläche.
Die Laser-Graviermaschine mit dem Cognex-Bildverarbeitungssystem verarbeitet eine vollständige Charge ohne Unterbrechung - vom ersten bis zum letzten Teil jeder Charge. Sie lässt sich leicht einrichten und bedienen. Durch einfaches Parametrieren ist sie problemlos an neue Werkstückgruppen anzupassen. Die umfassende »VisionPro«-Grafikbibliothek ermöglicht dem Anwender die volle Kontrolle über die laufenden Vorgänge und die Erstellung neuer Muster.
Mit dem automatisierten System muss der Anwender nur wenige Qualitätsprüfungen durch Probeentnahmen an den Teilen durchführen. Zu Beginn und am Ende einer Charge wird jeweils ein Werkstück geprüft, bisweilen ergänzt durch zufällige Probeentnahmen.
Laser Chevals Kunde plant nun den Einsatz weiterer Geräte mit maschineller Bildverarbeitung, um sämtliche Vorgänge rund um die Gravur weiter zu automatisieren. Bei Laser Cheval befassen sich die Techniker deshalb jetzt mit zusätzlichen Einsatzmöglichkeiten der Bildverarbeitungs-Tools von Cognex, etwa der Steuerung anderer vollautomatischer Gravuranwendungen, 3D-Anwendungen und vielem mehr.
- Mikrometergenau positionieren und gravieren
- Effiziente Automatisierung der Lasergravur
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