Cámaras industriales en el procesamiento de acero
El firmware personalizado reduce los tiempos de procesamiento y simplifica la construcción de máquinas de corte por llama.
Industria:Procesamiento de acero |Cliente:Corporación Peddinghaus
Peddinghaus Corporation, con sede en Gevelsberg, Alemania, y Bradley, Illinois, EE. UU., es líder en el procesamiento de acero robusto para los sectores de la construcción e infraestructura desde 1903. Su diverso catálogo de productos abarca desde taladros y sierras de cinta hasta máquinas de corte por llama. Estas últimas se utilizan para cortar o marcar acero en diversos perfiles (por ejemplo, perfiles H, C, angulares o en L). El término «corte» se refiere no solo a la separación de secciones individuales, sino también a otras tareas como la perforación de agujeros o el achaflanado.
La situación
Con PeddiBot, Peddinghaus ofrece una gama de productos que permite el corte preciso por llama mediante una cortadora de plasma situada en el extremo de un brazo robótico. La precisión implica que la distancia entre la cortadora de plasma y el perfil de acero debe permanecer constante para lograr un corte uniforme y sin rebabas, eliminando así la necesidad de un procesamiento posterior. Los datos para guiar el brazo robótico se calculan mediante un sistema de visión 3D. El perfil de acero se desplaza frente al sistema de visión, que captura continuamente un haz láser proyectado sobre el acero y envía los datos a un servidor de visión en un PC industrial dedicado al procesamiento de imágenes. Mediante un algoritmo de centro de gravedad (COG), se determina la línea láser en la imagen y se aplica una matriz de homografía para convertir las coordenadas de píxeles 2D en medidas 3D reales. A partir de esto, se calculan las coordenadas de las trayectorias de corte del robot.
El desafío
Gracias a su proceso patentado de escaneo por visión 3D, Peddinghaus ya cuenta con una propuesta de venta única en el mercado, significativamente más rentable que la de la competencia. Esto se debe a que la calidad de corte uniforme reduce los tiempos de proceso y elimina la necesidad de una etapa adicional de medición de las piezas de acero. No obstante, Peddinghaus está comprometida con la mejora continua y con ofrecer nuevas ventajas a sus clientes. Por este motivo, también se analizó el PeddiBot y se consideraron posibles áreas de mejora. La atención se centró en el sistema de visión 3D. Dado que ya utilizaba sensores de presión y posición de Balluff, Peddinghaus quiso conocer mejor las posibilidades en el campo de la tecnología de visión y contactó con Balluff para obtener más información.
Balluff ofrece una amplia selección de cámaras industriales estándar, por lo que se encontró un reemplazo superior en términos de resolución, interfaz y velocidad de fotogramas: la BVS CA-GX0, una cámara GigE Vision con conectores industriales robustos y alimentación a través de Ethernet (PoE). Sin embargo, reemplazar una cámara de visión 3D por dos cámaras industriales no ofrece ninguna ventaja al cliente. Aquí es donde la división de Diseño e Ingeniería a Medida (CDE) de Balluff entró en acción, proporcionando a los clientes soluciones personalizadas para componentes de cámaras y sensores.
La solución
Dado que las cámaras industriales BVS CA-GX0 de Balluff incorporan una FPGA y pueden configurarse con algoritmos personalizados, Peddinghaus sugirió realizar el cálculo del centro de gravedad (COG) directamente en la cámara. Balluff confirmó la viabilidad, adaptó el firmware de la cámara y desarrolló una solución a medida a partir de una cámara estándar. También se modificaron los controladores de la cámara, lo que permitió a Peddinghaus acceder a un control de funciones personalizado, compatible con el estándar GenICam, a través de la API Impact Acquire de Balluff. Este control permite a Peddinghaus activar y desactivar el cálculo del centro de gravedad (COG) mediante la API, u optimizar los datos del COG y, por lo tanto, la detección del perfil láser, por ejemplo, estableciendo un umbral o especificando la anchura mínima y máxima del perfil láser.
¿Cómo funciona eso?
Por muy pequeña que parezca la idea, su impacto en el sistema general fue significativo. En primer lugar, la cámara industrial reduce los costes totales del sistema al sustituir a la cámara de visión 3D, más costosa; en segundo lugar, elimina la necesidad del PC industrial requerido para procesar los datos de la cámara de visión 3D; y en tercer lugar, simplifica enormemente la configuración del sistema de procesamiento de imágenes. Además, la amplia gama de sensores de imagen de Balluff ofrece a Peddinghaus una mayor flexibilidad en cuanto a las distancias de trabajo. Las cámaras de visión 3D anteriores tenían una resolución limitada y restringían innecesariamente el alcance de las máquinas de corte por llama.
Tus ventajas
Al adaptar el firmware de la cámara industrial Balluff, la nueva generación del PeddiBot, el PeddiBot-1250 ST, utilizará no una, sino cinco cámaras industriales Balluff para visualizar la parte superior y los laterales de cualquier viga de acero de hasta 1250 mm de ancho. No se requiere un PC industrial independiente para el procesamiento de imágenes, y las cinco cámaras industriales siguen siendo significativamente más rentables que una sola cámara de visión 3D. Durante todo el proceso de desarrollo de esta adaptación personalizada, Peddinghaus Corporation consideró que la colaboración con Balluff era grata y motivadora, ya que siempre contaban con un contacto disponible para brindar soluciones, incluso cuando surgían obstáculos. Esta es una de las muchas fortalezas de "Diseño e Ingeniería a Medida (CDE)".
- FPGA (Matriz de puertas programables en campo)
- 256 MB de almacenamiento de imágenes
Los productos
Un análisis del catálogo de Balluff reveló que las cámaras industriales BVS CA-GX0 son una solución ideal: flexibles, con una amplia selección y perfectamente adaptadas a las necesidades específicas de cada cliente.