Câmaras industriais no processamento de aço
Com firmware personalizado, é possível reduzir os tempos de processamento e tornar mais simples o desenvolvimento de máquinas de corte por chama.
Setor industrial:Processamento de açoCliente:Peddinghaus Corporation
A Peddinghaus Corporation, com sede em Gevelsberg, Alemanha, e Bradley, IL, EUA, é um nome estabelecido no processamento de aço robusto para os setores de construção e infraestrutura desde 1903. O diversificado portfólio de produtos da Peddinghaus abrange desde plataformas de perfuração e serras de fita até máquinas de corte por chama. Estas últimas são máquinas usadas para cortar ou marcar aço em vários perfis (por exemplo, perfis H, C, angular ou L). Cortar não significa apenas cortar seções individuais, mas também cortar furos de montagem ou chanfrar, por exemplo.
A situação
Com o PeddiBot, a Peddinghaus tem uma família de produtos no mercado que permite o corte preciso por chama por meio de um cortador de plasma na extremidade de um braço robótico. Precisão significa que a distância entre o cortador de plasma e o perfil de aço deve permanecer a mesma para que se obtenha um padrão de corte uniforme, sem rebarbas e, portanto, sem retrabalho. Os dados para guiar o braço do robô são calculados usando um sistema de visão 3D. O perfil do aço é guiado pelo sistema de visão, que registra continuamente um feixe de laser projetado no aço e envia os dados para um servidor de visão em um PC industrial projetado para processamento de imagens. Um algoritmo de centro de gravidade (COG) é usado para determinar a linha do laser na imagem e uma matriz de homografia é aplicada para converter as coordenadas de pixel 2D em medições 3D reais. As coordenadas dos caminhos de corte do robô são determinadas com base nisso.
O desafio
Com seu processo patenteado de digitalização de visão 3D, a Peddinghaus já tem um ponto de venda exclusivo no mercado, que é consideravelmente mais econômico do que seus concorrentes, pois a qualidade de corte consistente reduz os tempos de processo e elimina a necessidade de um estágio separado para medir as peças de aço. No entanto, a Peddinghaus está constantemente se esforçando para melhorar e oferecer novos benefícios aos clientes. Por esse motivo, o PeddiBot também foi examinado e foi considerado onde ainda havia potencial para melhorias. O foco foi o sistema de visão 3D. Como os sensores da Balluff já estavam sendo usados com sensores de pressão e de posição, a Peddinghaus quis saber mais sobre as possibilidades no setor de visão e entrou em contato com a Balluff.
A seleção de câmeras industriais padrão da Balluff é imensa, de modo que foi encontrada uma substituição melhor em termos de resolução, interface e taxa de quadros com a BVS CA-GX0, uma família de câmeras GigE Vision com conectores industriais robustos e Power over Ethernet. Mas a simples substituição de uma câmera de visão 3D por duas câmeras industriais não traz nenhum benefício para o cliente. Foi aí que a divisão CDE (Custom Design & Engineering) da Balluff entrou em ação, oferecendo aos clientes soluções personalizadas especiais para componentes de câmeras e sensores.
A solução
Como as câmeras industriais BVS CA-GX0 da Balluff têm um FPGA e podem ser equipadas com seus próprios algoritmos, Peddinghaus sugeriu realizar o cálculo do centro de gravidade (COG) diretamente na câmera. A Balluff confirmou a viabilidade, adaptou o firmware da câmera e criou uma solução personalizada a partir de uma câmera padrão. Os drivers da câmera também foram adaptados para que um controle de recurso personalizado e compatível com o padrão GenICam fosse disponibilizado para Peddinghaus na API Impact Acquire da Balluff. O controle permite que a Peddinghaus use a API para ativar e desativar o cálculo do centro de gravidade (COG) ou para otimizar os dados do centro de gravidade (COG) e, portanto, a detecção do perfil do laser, por exemplo, definindo um valor limite ou especificando a largura mínima e máxima do perfil do laser.
Como isso funciona?
Por menor que a ideia possa parecer, o impacto sobre o sistema geral foi enorme. Em primeiro lugar, a câmera industrial reduz os custos do sistema geral, pois, em primeiro lugar, substitui a câmera de visão 3D mais cara, em segundo lugar, torna obsoleto o PC industrial necessário para processar os dados da câmera de visão 3D e, em terceiro lugar, simplifica significativamente a configuração do sistema de processamento de imagens. Em segundo lugar, a ampla variedade de sensores de imagem da Balluff oferece à Peddinghaus maior flexibilidade em termos de distâncias de trabalho. As câmeras de visão 3D anteriores eram limitadas em resolução e restringiam desnecessariamente a faixa de trabalho das máquinas de corte por chama.
Suas vantagens
Ao personalizar o firmware da câmera industrial da Balluff, a nova geração do PeddiBot, o PeddiBot-1250 ST, não usará apenas uma câmera industrial da Balluff, mas cinco para ver a parte superior e as laterais de cada viga de aço até uma largura de 1250 mm. Um PC industrial separado para processamento de imagens ainda não é necessário e as cinco câmeras industriais ainda são consideravelmente mais baratas do que uma câmera de visão 3D. A Peddinghaus Corporation considerou a colaboração com a Balluff agradável e motivadora durante todo o processo de personalização, pois uma pessoa de contato estava sempre disponível para encontrar uma solução, mesmo no caso de supostos obstáculos. Esse é um dos muitos pontos fortes do "Custom Design & Engineering (CDE)".
- FGPA (Field Programmable Gate Array)
- 256 MB de memória de imagem
Os produtos
Uma olhada no portfólio da Balluff revelou as câmeras industriais BVS CA-GX0 como uma solução - flexível, uma grande seleção e ideal para adaptações personalizadas.