Programmerbart kamera styrer robotarm og -finger

>> Opvaskemaskinen er blandt de traditionelle køkken- og husholdningsmaskiner her i landet. Nye modeller er tilpasset tendenserne inden for køkkenindretning, også når der er tale om funktionalitet og design. Et ændret design kræver tilpasning af produktionsparametrene og påvirker bl.a. også kvalitetskontrollen.

Berøring i stedet for tryk

Den nye generation af opvaskemaskiner fra BSH har ikke noget traditionelt panel med bevægelige taster, men et påtrykt Thin-Film-Transistor (TFT)-display. For at betjene opvaskemaskinen er det nok lige at berøre programsymbolerne på displayet. For at sikre, at det fungerer i hele maskinens levetid, skal der udvikles innovative levetidsforsøg med panelernes nulserier, hvori de underkastes hundreder af ressourcekrævende testcyklusser. For at aflaste personale under forsøgene anvender BSH et nyt mobilt robotanlæg, som i komplette testcyklusser afprøver opvaskemaskinepaneler med henblik på funktionsdygtighed. Forsøgslaboratorium til afprøvning af opvaskemaskinepanelers levetid “Laboratoriet til afprøvning af opvaskemaskinepanelers levetid har behov for mange forskellige teknologier, bl.a. til at betjene bestemte taster. I dette tilfælde er det en ny teknologi, der virker ved hjælp af en berøringssensor. Og her er det meget vigtigt, at man rammer tastens position præcist og med stor gentagelsesnøjagtighed,” beskriver Hans Peter Maurer, leder af afdelingen for afprøvning, kvalitetsstyring, produktområde opvaskemaskiner, BSH, udfordringen. “Vi ønsker at måle signalerne meget præcist, mens tasterne betjenes. Vi ønsker at se, om disse nøgleværdier virkelig ændrer sig i løbet af levetiden. Derfor skal man holde disse påvirkende parametre, der fås under afprøvningen, så lave som muligt, og en vigtig parameter er den præcise positionering af betjeningselementet.”

Som integrator valgte attentra, Tübingen, det nye programmerbare 2D-kamera InspectorP65x fra SICK til robotstyringen samt at programmere et tilsvarende applikationssoftware (sensor-app). Som machine-vision-specialist udvikler attentra totalløsninger til industriel billedbehandling og industriautomation. Løsningen med programmerbart kamera “Robotten havde vi allerede, og vi har programmeret sensor-appen således, at kameraet finder panelet i rummet ved hjælp af et konstant tilbagevendende kendetegn. I dette tilfælde fandt vi et meget godt og meget stabilt referencepunkt til billedbehandlingen. Ud fra dette referencepunkt kan vi så finde frem til den position, som tasterne befinder sig i. Dvs. vi optager et billede, appen søger, måler positionen og transmitterer de herigennem fundne offsetværdier til robotten, der med stor gentagelsesnøjagtighed kører hen til stedet. Vi behøvede ikke først at sætte kendetegnet på,” forklarer Christian Vollrath, CEO, Attentra GmbH.

Testanlægget har en optagekapacitet svarende til 16 paneler. Robotten arbejder sig automatisk igennem disse 16 paneler.

Afprøvningen

Når nye paneler eller varianter skal afprøves, lægges de som regel først enkeltvis ind i en teståbning og forbindes så med en laptop. På robottens betjeningspanel vælger operatøren derefter en panelvariant og foretager de tilsvarende indstillinger. Så ved robotten, hvor den pågældende panelvariants enkelte taster befinder sig. Når testen er startet, fører robotten kameraet frem til den første referenceposition, hvor det optager et billede, registrerer det detekterede tegns positionsdata og transmitterer dem videre til robotstyringen. Derefter retter den robotarmen aktivt ind efter referencebilledet, så den befinder sig midt over referencebilledet. Med testfingeren på armen afprøver robotten nu hver eneste taste. Det aktuelle kamerabillede vises på laptoppens skærm, idet et grønt symbol angiver, at referencemærket er genkendt korrekt. Når alle taster på et panel er afprøvet, bevæger robotten kameraet hen til det næste panel, og processen starter forfra med søgning og analyse af referencemærket. Før serien kan frigives, afprøver man på Testlaboratorium til afprøvning af opvaskemaskinepanelers levetid: Et mobilt robotsystem varetager komplette testcyklusser. Før serien kan frigives, afprøver man på den måde op til 50 paneler af samme variant i laboratoriet og analyserer dem statistisk, indtil varianten til sidst kan frigives. Til den accelererede test af forventet produktlevetid anvender testafdelingen accelererede påvirkninger som f.eks. temperatur og fugtighed for at udsætte elementerne for en bestemt påvirkning. “Ved hjælp af kameraet InspectorP65x justeres robotarmen med testfingeren perfekt i forhold til betjeningspanelet, så testfingeren rammer de enkelte taster helt præcist. En af fordelene ved InspectorP65x er, at den styrer vores robot aktivt og fortsætter automatisk hele natten. Dermed øger kameraet både effektiviteten og gennemløbsmængden enormt. Det er også vigtigt, at vi med kameraet har kunnet opnå en meget større præcision. Med øjemål og mekaniske dele alene havde vi ikke kunnet klare det,” opsummerer Hans Peter Maurer.

Skræddersyede applikationsløsninger med SICK AppSpace

Det programmerbare kamera Inspector P65x er en del af det innovative Eco-System SICK AppSpace, som består af programmerbare sensorer, kameraer og andre programmerbare produkter som f.eks. en softwareplatform. Den høje billedopløsning, det kompakte hus, de udskiftelige optikkomponenter og den valgbare belysning gør InspectorP65x til den optimale kombination af performance og fleksibilitet. Med det allerede installerede HALCON-billedbehandlingsbibliotek er det muligt at løse de mest krævende opgaver. Brugeren skal ikke bekymre sig om den pågældende runtime-licens; den følger nemlig InspectorP65x. Med den indbyggede webserver kan man visualisere en grafisk brugerflade på alle browserbaserede skærme. Forudsætningerne for, at alle SICK AppSpace-kompatible enheder kan programmeres, er til stede takket være den integrerede App-Engine. Softwareudviklings-kittet SICK AppStudio anvendes til udviklingen af kundespecifikke applikationsløsninger på PC. Til udviklingen af sensor-apps findes en række programmeringsteknologier såsom den grafiske Flow Editor, Lua-Scipt-programmering og valgfrit C++ eller Java-programmering. Desuden er det muligt at integrere HALCON-billedbehandlingsprocesser. Hjælperedskaber som emulator, debugger og ressourcemonitor samt omfattende dokumentation og demo-apps letter udviklingsprocessen. Maskinoperatørens brugerflade kan designes individuelt som web-GUI ved hjælp af en grafisk ViewBuilder. PackageBuilder’en samler alle softwarekomponenter i én pakke; adgangsrettighederne er sikkert definerede. Med en testfinger på armen afprøver robotten hver eneste taste på opvaskemaskinepanelet. Den omfattende SICK-porteføljes fælles udviklingsmiljø giver stor investeringssikkerhed. Genanvendeligheden af sensor-appene på forskellige programmerbare sensorer reducerer forbruget af udviklingsressourcer. Desuden kan eksisterende løsninger efterfølgende tilpasses til kommende opgaver på området. Men der er mere … Sensor Integration Machine SIM4000 er en anden komponent i Eco-System SICK AppSpace og åbner desuden op for yderligere metoder til applikationsløsninger. Data fra SICK-sensorer og -kameraer kan samles i et spredningsbillede, analyseres, arkiveres og transmitteres. Til 2D- eller 3D-kameraer fås 8-Gigabit-Ethernet-interfaces, til dels med spændingsforsyning via Ethernet (PoE). Sensorer til afstands- og højdemåling kan integreres via IO-Link. På grund af den effektive hardware-baserede multi-core-processor muliggør SIM4000 billedbehandling og håndtering af ind- og udgangssignaler i real-tid. Desuden er det muligt at løse krævende billedbehandlingsopgaver med det integrerede bibliotek HALCON. (as)

Mere Information

Tlf.: 4582 6400
http://www.sick.dk