Ottimizzazione del taglio a getto d'acqua con Machine Vision
Max Reijngoudt
Taglio a getto d'acqua è uno dei metodi di produzione più versatili e precisi utilizzati in settori come aerospaziale, automobilistico e nella fabbricazione personalizzabile. Questi sistemi sono in grado di tagliare forme complesse da diversi materiali con tolleranze elevate. Tuttavia, anche con macchinari così avanzati, i produttori continuano ad affrontare due principali sfide: migliorare l'efficienza e ridurre al minimo lo spreco di materiale.
Per affrontare queste problematiche, molti produttori stanno integrando telecamere industriali nei loro sistemi di taglio a getto d'acqua e taglio al plasma ad alta precisione. Agendo come gli “occhi” intelligenti della macchina, la tecnologia machine vision consente l'ispezione automatizzata, la pianificazione digitale dei lavori e l'ottimizzazione dei percorsi di taglio. In combinazione con potenti software di elaborazione delle immagini, permette agli operatori di pianificare ed eseguire i tagli con una precisione senza pari, riducendo gli scarti, migliorando l'accuratezza e ottimizzando la produzione.
Questo articolo esplora come una configurazione machine vision ben progettata, che include una Telecamera ad alta risoluzione, un obiettivo di precisione e accessori durevoli, possa portare le prestazioni del taglio a getto d'acqua e del taglio al plasma a nuovi livelli.
Sommario
Selezione di telecamere industriali per il taglio a getto d'acqua
Per ottenere una precisione di sistema di 1 mm su un tavolo da taglio di 4000 x 2500 mm, è stata indispensabile una Telecamera industriale ad alta risoluzione. Il modello selezionato, MER2-1220-9GC-P, è dotato del sensore Sony IMX226 con una risoluzione di 4024 x 3036 pixel, offrendo imaging dettagliato su tutta la superficie di taglio.
Poiché la Telecamera è stata installata in una configurazione fissa, il rolling shutter si è rivelato la scelta più efficiente ed economica. Il motion blur non rappresentava un problema e questa configurazione ha garantito una qualità d’immagine eccezionale a un prezzo inferiore rispetto ai modelli global shutter. Era necessaria una Telecamera a colori per garantire la piena compatibilità con il software di taglio a getto d’acqua di terze parti.
La Telecamera GigE scelta con Power over Ethernet (PoE) ha ulteriormente semplificato l’installazione. L’utilizzo di un singolo cavo Cat5 per l’alimentazione e la trasmissione dati ha ridotto la complessità del cablaggio, abbassato i costi di manutenzione e aumentato l’affidabilità negli esigenti ambienti industriali di taglio.
Selezione Obiettivo per Sony IMX226 in Applicazioni di taglio a getto d'acqua
Una volta selezionata la Telecamera industriale, la scelta dell’obiettivo è diventata il passo successivo più importante dell’applicazione. L’allestimento richiedeva una distanza di lavoro massima di 3500 mm sopra il tavolo da taglio, richiedendo un obiettivo in grado di fornire il corretto campo visivo a tale distanza.
Il nostro calcolatore di obiettivi ha indicato che una lunghezza focale di 6 mm avrebbe garantito le prestazioni desiderate. Sulla base di questo calcolo, abbiamo raccomandato il VA-LCM-12MP-06MM-F2.4-017. Questo obiettivo C-mount da 12 MP e 6 mm offre un campo visivo di 4000 x 3017,9 mm a una distanza di lavoro di 3229,9 mm, coprendo perfettamente il tavolo da taglio. È inoltre pienamente compatibile con il sensore Sony IMX226 da 1/1.7 pollici, garantendo immagini nitide e prive di distorsioni su tutta l’area.
Il calcolo ha confermato che questo obiettivo offriva esattamente il bilanciamento richiesto tra risoluzione, campo visivo e distanza di lavoro.
Accessori Machine Vision per sistemi di taglio
Per garantire stabilità e protezione a lungo termine in un ambiente di taglio a getto d'acqua impegnativo, il sistema è stato completato con accessori di visione industriale di alta qualità per machine vision:
- MVEC-167-IP housing → Il nostro alloggiamento per machine vision IP-67 sviluppato internamente per proteggere la Telecamera da polvere, acqua e altre condizioni tipicamente presenti in un ambiente industriale.
- Cavo Cat5 GigE → per il trasferimento sia dei dati che dell'alimentazione, semplificando l'installazione e mantenendo una comunicazione stabile.
- Piastra di montaggio → per fissare la Telecamera all'altezza e all'angolazione corrette per la copertura del tavolo di taglio.
Insieme, questi accessori garantiscono che il sistema di visione rimanga durevole, stabile e privo di manutenzione durante l'uso industriale continuo.
Software di elaborazione delle immagini per macchine a getto d'acqua
Sebbene l'hardware costituisca la base di questa applicazione, la vera ottimizzazione deriva dall'integrazione software. In questo caso, il sistema Telecamera è stato integrato con un software di elaborazione immagini e ottimizzazione del taglio di terze parti in esecuzione sul PC industriale della macchina.
Questo software consente agli operatori di pianificare digitalmente i layout di taglio, disponendo automaticamente i pezzi sul materiale grezzo per la massima efficienza e il minimo spreco. Il software calcola i percorsi di taglio, ottimizza il nesting e aumenta la produttività, tutto basato sulle immagini ad alta risoluzione acquisite dalla Telecamera industriale.
Prima dell'integrazione completa, il nostro Galaxy Viewer SDK veniva utilizzato per configurare le impostazioni della Telecamera come esposizione, guadagno ed equilibrio del colore. Una volta integrato, il software di taglio a getto d'acqua è stato controllato dalla Telecamera in modo fluido, mantenendo invariata l'interfaccia operatore familiare.
Risultati chiave:
- Pianificazione della produzione più fluida e veloce
- Riduzione degli scarti e dei costi dei materiali
- Affidabilità migliorata e prestazioni di taglio complessive superiori
Un approccio scalabile al taglio a getto d'acqua e al taglio al plasma
Sebbene questo progetto si sia concentrato principalmente sul taglio a getto d'acqua, lo stesso setup machine vision può essere facilmente adattato ai sistemi di taglio al plasma. Entrambe le tecnologie beneficiano di una pianificazione guidata dalla visione, della riduzione degli sprechi di materiale e di flussi di lavoro ottimizzati.
La combinazione di una Telecamera industriale ad alta risoluzione, obiettivo compatibile, custodia industriale e software di elaborazione delle immagini integrato crea una soluzione completa e scalabile. Questo approccio soddisfa le attuali esigenze di precisione nella produzione, rimanendo flessibile per futuri aggiornamenti del sistema.
Se stai pianificando di implementare la tecnologia machine vision nel taglio industriale come il taglio a getto d'acqua o al plasma, i nostri esperti possono offrirti supporto dall'inizio alla fine. Dalla selezione della Telecamera industriale e dell'obiettivo ideale alla progettazione di una soluzione di visione robusta e ad alte prestazioni su misura per la tua linea di produzione, possiamo aiutarti a raggiungere maggiore precisione, efficienza e sostenibilità.
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