Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 1 PROGRAMAÇÃO DE BVS Passos para programação de BVS: - Configurando comunicação entre BVS e PC: Primeiro é preciso configurar o endereço da porta IP do PC. No Windows XP clicar em INICIAR no rodapé da página de inicialização do micro, depois em CONFIGURAÇÕES, em seguida PAINEL DE CONTROLE, clicar em CONEXÕES DE REDE. No ícone de conexão local clicar com o botão direito do mouse e clicar em propriedades. Obs.: Caso você tenha em seu computador o Windows Seven instalado, você deverá instalar na máquina um Windows XP Virtual atualizando pelo link: http://www.microsoft.com/windows/virtual-pc/download.aspx Clicar em PROTOCOLO TCP/IP e depois em PROPRIEDADES. Ativar o modo: Usar o seguinte endereço de IP: e configurar o endereço de IP e Máscara de sub-rede (subnet mask): Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 2 Pronto! O PC está configurado para comunicação com a BVS. Depois clicar no ícone do software da BVS ConVis respeitando a versão do software. Hoje BVS ConVis 1.2.2. Ao abrir a tela do software da BVS, automaticamente aparece a tela abaixo solicitando a opção de trabalho: Clicar em Find Sensors e acompanhar no canto superior direito da tela a confirmação de comunicação OnLine entre BVS e software com endereço de IP com fundo verde conforme mostra a figura abaixo. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 3 Caso não estabeleça a comunicação, verifique alguns itens: - A câmera BVS está alimentada com 24VCC; - Verifique o status do ícone de Conexão de Rede quanto a conexão: Ativo ou Inativo. Este passo você verifica clicando no ícone de Conexão de Rede com o botão direito do mouse e é a primeira linha da janela que se abre. - Se for necessário, volte ao passo de configuração do endereço de IP e coloque 172.27.101.5. Este último número remete ao endereço do preriférico (BVS ou PC) na rede. É importante que estes números sejam diferentes entre BVS e PC como: IP da BVS = 172.27.101.208 / PC = IP do PC = 172.27.101.3 Depois de tudo checado, tente novamente estabelecer uma comunicação On-line e com a comunicação estabelecida (mostrando a tarja verde conforme imagem acima), inicie a programação clicando em Connect logo abaixo da confirmação do modo em tarja verde. No passo número 1 devemos optar por New Inspection no campo Select a task da figura abaixo. Aparecerá uma janela perguntando qual o modelo de BVS está sendo programada. Veja o modelo do sensor de visão que você tem: Standard ou a Advanced? - Standart: BVS OI-3-00X-E - Avançada: BVS OI-3-05X-E A coluna direita da tela apresenta uma janela de ajustes de imagem. É interessante, não é regra, clicar em Automatic no campo Basic Settings, que dá as configurações de brilho e contraste da imagem. Depois de estabelecida a imagem, deve-se ajustar o foco manualmente girando a lente da BVS até atingir a nitidez desejada. A imagem pode não estar na melhor condição de nitidez do objeto a ser inspecionado quanto ao Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 4 brilho e contraste e neste momento volta a pequenos ajustes destes parâmetros como mostra a figura abaixo: O campo Image Resolution não dá opção de escolha quando se usa os sensores de visão Standart, somente para as avançadas. No campo External Illuminator é possível ativar ou não iluminação auxiliar. No conector M12 – 8 vias da BVS, o de número 3, como mostra abaixo é o pino que alimentará a iluminação auxiliar para acender. O campo internal Illuminator mostra opções para a iluminação própria, ao redor da lente para desligada, ligada e ligada no modo de alta potência, o que confere mais iluminação sobre o alvo. O campo Trigger Options dá três opções para captura das imagens: - Continuous: As imagens são capturadas a todo instante para inspeção; - External Rising: Através do trigger de entrada (pino 8), toda vez que este sinal sai de 0 para 24V (rampa de subida), podendo ter um atraso ajustável; Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 5 - External Falling: Através do trigger de entrada (pino 8), toda vez que este sinal sair de 24 para 0V (rampa de descida), podendo ter um atraso ajustável. O ícone (botão) mostrado na figura com o escrito START LIVE, diz o seguinte: ainda no passo quando as imagens estão sendo capturadas frame a frame e descrevendo um vídeo, este estado caracteriza uma geração de imagens ao vivo (LIVE) e neste momento esta tecla vai estar escrita STOP LIVE e se acionada, as imagens deixarão de ser capturadas e armazenadas e esta tecla assume os dizeres START LIVE, pedindo a inicialização da captura de imagens. Obs.: caso esteja no passo 2 ou 3 da programação e seja necessário rever alguns parâmetros da imagem e voltar ao passo 1, é necessário clicar em START LIVE para que as alterações da configuração da imagem sejam visualizadas. Resumindo passo 1: Ajustar distância física entre BVS e alvo, foco, brilho e contraste da imagem, trigger para captura de imagens e a iluminação interna e/ou externa. Depois de tudo ajustado, clicar em SET REFERENCE IMAGE para que a BVS armazene esta como imagem padrão a ser comparada com as demais. No passo 2 é onde se seleciona as ferramentas de localização e inspeção. A ferramenta de localização permite que quando o detalhe seja localizado, leve as ferramentas consigo obedecendo as coordenadas X e Y, como mostra a figura abaixo. Caso não seja utilizado uma ferramenta de localização, as ferramentas de inspeção estarão sempre na mesma posição na tela. Desta forma o posicionamento da peça deve ser sempre 100% fiel ao da peça piloto que gerou o programa de inspeção para que a reprovação não aconteça por causa da não localização como mostra a figura abaixo: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 6 sem localização com localização Ferramenta Position de localização: Procura pela primeira “borda” na região da imagem em uma direção particular. A direção (ex. esquerda para a direita, de cima para baixo) para buscar pode ser determinada mudando o ângulo de direção do ROI em 360º. Quando selecionada, o padrão é inspeção da esquerda para a direita. Nota: Com esta ferramenta somente uma mudança de posição na direção selecionada pode ser localizada. Ferramenta Pattern Match de localização: Procura em toda a região da tela a imagem selecionada como referência no retângulo. A localização pode ser feita na horizontal da esquerda para a direita ou na vertical de cima para baixo. NOTA: Com esta ferramenta apenas uma mudança no local X e Y pode ser localizado. Mudanças no ângulo de rotação pode (dependendo do valor desejado) ter um desvio aceito de 5 a 10 graus. NOTA: Pode ser selecionado apenas uma ferramenta de localização em sua inspeção! Atenção aos níveis de permissividade de erro da ferramenta de localização, pois a imagem da área de localização deve ter um tom verde claro para como a figura da direita. A figura da esquerda tem a mesma ferramenta, mas com nível menor. É interessante reduzir este valor ao mínimo possível, mas mantendo característica da tonallidade verde que preenche a área de cobertura da ferramenta. O programador vai perceber também que a imagem de erro abaixo aparece na tela quando este nível não garante fidelidade de busca: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 7 Este aviso diz que está numa má seleção de ferramenta padrão e deve ser revisada os níveis de aprovação. Ferramentas de inspeção ou controle: A BVS possui sete ferramentas que podem ser chamadas quantas vezes forem necessárias e repetidas. A advertência é que quanto maior a área inspecionada e/ou mais ferramentas selecionadas, maior o tempo de processamento e conseqüentemente menor a capacidade de resposta à cadência do processo. Compara o valor médio de brilho na área de inspeção com o selecionado. Existe uma barra de resposta e o valor para aprovação de estar entre eles. Se o brilho for menor que o mínimo ou maior que o máximo, a ferramenta aponta a rejeição da inspeção. Esta ferramenta permite o ajuste da forma geométrica da área de inspeção: retangular (padrão) ou elíptica que pode ser selecionado no campo ROI Shape, conforme figura abaixo. Quanto maior o brilho, maior o nível de resposta. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 8 Compara o máximo valor de resposta de contraste da área de inspeção com o máximo e o mínimo valor selecionado. Esta ferramenta também permite ajuste da forma geométrica de retangular para elíptica. Um diferencial desta ferramenta está no campo de sensibilidade que maior este valor (o padrão é 50%), maior é a resposta de contraste da área inspecionada. Isto ajuda a diferenciar objetos de pouco contraste. Quanto mais escura a peça, maior o nível de resposta. Uma observação quanto à utilização destas duas ferramentas é quanto a cor do alvo. É fato que, na ótica a cor branca é a reflexão de todas as cores, a cor preta é a absorção de todas as cores, o azul reflete todas menos o azul, o vermelho é a reflexão de todas menos o vermelho. O fato é que a cor da iluminação integrada da BVS é vermelha! Neste caso uma atenção diferenciada deve ser tomada, pois pode ser o caso de lançar mão de uma iluminação auxiliar! Tudo é passivo de teste, mas caso tenham que diferenciar cores claras como branco ou amarelo, a imagem da peça vermelha na tela vai estar muito próxima das cores citadas. Para que o vermelho realce na tela é preciso uma iluminação auxiliar com luz diferente do vermelho, como branca, por exemplo. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 9 Verifica se o contorno da imagem inspecionada concorda com o contorno da imagem padrão (referência). É possível realçar o contorno de peças escuras ou claras. Compara a largura em pixels entre bordas e verifica se a resposta está entre o mínimo e o máximo permitido. Detalhe é que não é uma ferramenta de precisão, mas sim uma ferramenta comparativa e seu valor de resposta é adimensional. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 10 Conta as bordas dentro da área de inspeção de mudanças de tons de claro para escuro e vice-versa ao longo de uma linha. Esta ferramenta com sua linha padrão na horizontal, mas pode ser rotacionada de modo que esta linha assuma um eixo na vertical ou em qualquer outro ângulo. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 11 Calcula a similaridade de um padrão (característica) com um padrão correspondente da imagem de referência e conta com que freqüência o padrão é encontrado na área de busca. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 12 Encontra a posição da primeira borda dentro da área de inspeção e verifica se está entre os valores de máximo e mínimo selecionados. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 13 Configurado qual(is) ferramenta(s) vai(ão) ser utilizada(s), deve-se então configurar como as saídas devem se comportar, ou seja, determinar em que momento cada uma das três saídas deve ser ativadas. Deves-se clicar em e configurar as saídas conforme a janela abaixo: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 14 Lembrando que a BVS possui três saídas a serem configuradas conforme a necessidade da aplicação. O usuário pode selecionar ativar a saída na aprovação de uma determinada ferramenta, na aprovação de todas as ferramentas (INSPECTION OK), reprovação de qualquer uma das ferramentas insatisfaz a aprovação da inspeção (INSPECTION NG), ... Quando a saída não for utilizada, esta deve estar desabilitada (DISABLED). Quando se seleciona mais que três ferramentas de inspeção, algo comum é selecionar saída 1 como inspeção OK, saída 2 como inspeção não OK e saída 3 desativada. Mas esta última pode ser selecionada caso queira confirmar se aquele detalhe de inspeção. A BVS pode armazenar até 20 programas de inspeção, mas apenas 1 programa “roda” por vez, ou seja, o usuário deve carregar o programa da referida peça e começa a inspeção. O software deve estar programado para reprovar as que não estiverem de acordo com a original e também peças diferentes da original. Assim cada produto tem seu próprio programa de inspeção. Mas, caso o cliente tenha apenas três produtos a ser diferenciado, o programador pode optar em fazer a seguinte programação: - Ajustar a imagem de referência no passo 1 para o primeiro produto; - Configurar a melhor ferramenta para inspeção deste e configurar uma saída para esta ferramenta; ) para que - Voltar ao passo 1, clicar em Start Live ( recomece a captura de imagens e sem alterar nada do foco, brilho e contraste da imagem, selecionar uma nota imagem de referência e seguir ao passo 2 para determinar uma segunda ferramenta, que pode ser igual ao do primeiro produto, e determinar uma segunda saída para este segundo produto; - Voltar ao passo 1 e repetir este mesmo processo para o terceiro produto e ativar no passo 2 uma terceira ferramenta na terceira saída e então no passo 3 fazer os testes e verificar se há necessidade de ajuste fino. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 15 No caso se sensores de visão avançados (BVS OI-3-05X-E), o diferencial é que sensor oferece como recurso adicional a localização do alvo com rotação de 360º que a versão Standard não odefece, além de configurar as saídas com portas lógicas como é mostrado abaixo: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 16 No passo 3 é onde se realiza os testes quanto a eficiência de todos os ajustes de imagem e condições para aprovação e reprovação do produto. As figuras abaixo mostram o modo que o programa vai “rodar” (Test ou Run). No modo Test as saídas são mostradas como ativas conforme figura da esquerda, mas não há tensão aplicada nelas e no modo Run, efetivamente se ilustra a saída com tensão de saída. Isso acontece porque quando estamos no modo Test, o programa está sendo processado pelo computador (PC ou lap top), e quando no modo Run, o programa é processado pelo próprio sensor de visão. Assim é possível fazer um simulado de sensor Advanced usando um Standard, mas não é possível fazer o download e ativar as saídas. Uma vez que a programação satisfaça a necessidade da aplicação, pode-se então clicar em Run e para que efetivamente a inspeção aconteça e dê sinais ao sistema (CLP por exemplo) de aprovação ou reprovação. Obs.: no modo teste, o programador pode não ativar nenhuma saída e se concentrar na cor de preenchimento de fundo ou contorno, ou seja, se for verde a inspeção está OK e se estiver vermelho a inspeção está reprovada. Uma ferramenta importante de resposta de inspeção neste passo é o Inspection Explorer que mostra a resposta da ferramenta ao objeto monitorado. É ideal sempre ter no mínimo duas peças sendo uma aprovada e outra reprovada, mas é interessante ter mais exemplares tanto de peças OK como de peças não OK para se que se possa medir esta janela de variantes de valores entre as peças OK e as não OK. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 17 A figura acima mostra para a ferramenta de localização 98% ( ). É interessante anotar os níveis de aprovação e reprovação da cada peça para as ferramentas de inspeção. Esta resposta é individual, ou seja, por ferramenta e se for necessário um ajuste fino, o programador deve então interromper o teste, voltar ao passo 2, selecionar a ferramenta de inspeção desejada e corrigir o nível de aprovação mínimo ou máximo dependendo do estudo deste caso. Neste passo quando no modo “Test”, as saídas são mostradas na tela do computador, mas não há tensão sobre elas, pois o programa de inspeção está sendo processado pelo computador. Quando no modelo “Run”, o programa de inspação passar a ser processado pelo próprio sensor e só assim as saídas são ativadas. Lembrando que as saídas são ativadas de modo cíclico, ou seja, é feito a captura das imagens, depois o processamento das ferramentas para aprovação ou não e então dispara as saídas segundo aprovação ou rejeição e acontece o reset das saídas para mais um ciclo de inspeção. Obs.: O sinal de saída de cada uma das saídas é cíclico, ou seja, tem uma forma de onda quadrada, pois há um ciclo constante de captura de imagem, depois o processamento das ferramentas seguido da ativas cão das respectivas ferramentas e por fim o reset das saídas para um novo ciclo. Caso o sensor estaja programado para trabalhar com trigger externo, da mesma forma a saída terá um pulso de ativação de acordo com o processamento. ESCOLHA DO MODELO DE BVS A OFERTAR A Balluff dispõe de três modelos que se diferem pelo zoom da lente. O sensor de visão não tem ajuste eletrônico de zoom. Assim a especificação é feita em cima da distância entre BVS e detalhe do alvo a ser inspecionado. A tabela abaixo mostra a área de cobertura a ser inspecionada pala BVS. A tela seu tamanho padrão e quando aproxima-se a BVS do alvo tem-se o detalhe em maior dimensão na tela, o que confere maior definição de imagem. Quando a distância não puder ser menor, a BVS-OI-3-003-E traz a imagem para mais próximo. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 18 Além do sensor de visão, é necessário ofertar também: - Suporte de fixação: BVS Z-MB-01 - Conector de rede M12-RJ45: BKS AD-05-RJ45/GS180-05 - Conector de alimentação e sinais M12-8 pinos: RKTS 8-299/5,0M Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 19 Mudança de programa de inspeção na BVS – NO FEEDBACK O sensor de visão BVS possui quatro tipos de mudanças de programa: - SELECT - NO FEEDBACK; - SELECT + TRIGGER – BINARY FEEDBACK; - SELECT + TRIGGER – BINARY FEEDBACK + EXTERNAL TEACH - SELECT – EXTERNAL TEACH O texto abaixo remete a troca no primeiro modo: NO FEEDBACK Para a mudança de programa, são necessários três pulsos de igual duração de ton e toff e pulsos subseqüentes cuja quantidade determina o número do programa desejado. Este trem de pulsos deve ser programado no CLP. O programador deve fazer uma rotina de programa no CLP para chamada de troca de programa da BVS. Como o gráfico nos mostra, os períodos são de igual duração tanto a parte ligada do semi-ciclo, quanto a parte desligada. Caso deseje selecionar o programa número 4, é preciso um trem de 7 pulsos e caso deseje selecionar o programa 15, serão necessários 18 pulsos. Não há diferença entre os três primeiros pulsos de chamada de programa e os demais pulsos referentes ao número do programa desejado. Para ajustar a BVS para este modo de seleção de programa, deve-se seguir alguns passos: - Com o software BVS ConVis on-line com a BVS, clicar em SENSOR, como mostra abaixo: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 20 - Deposis em Settings como mostrado e aparecerá a janela abaixo: Selecione SELECT – NO FEEDBACK e ajuste o tempo de troca de inspeção. O tempo de inspeção na BVS deve ser levemente menor que os pulsos ajustados no CLP. Ex.: Ajustar a BVS para 10ms e o CLP para 12ms. Mas não igualar os valores. O tempo mínimo da BVS é de 10ms. Caso seu CLP aceite a programação em múltiplos de 10, ou seja, 10ms – 20ms – 30ms – 40ms – ..., deve selecionar 20ms e aumentar o tempo da BVS para 17 ou 18ms. Este tempo de chaveamento da BVS é igual ao semi-ciclo ton e não ton + toff. Algumas considerações: - No momento que se deseja fazer a troca de programa da BVS via CLP, o software BVS ConVis deve estar off-line, pois caso contrário a troca não será aceita! - Os pulsos devem ser disparados no pino 1 da BVS e o 0V da BVS deve ser o mesmo ou estar alinhado com o 0V do CLP, ou seja, a mesma fonte ou duas fontes mas com o 0V de ambas ligado junto para que a referência de 0V entre CLP e BVS seja a mesma; - Depois de disparados o trem de pulsos da chamada de programa, deve-se aguardar de 3 a 10 segundos para que seja aceito o novo programa. Esta confirmação se dá depois de acender e apagar os leds de saída da BVS. O programa que demanda mais tempo para ser ativado é o de número 20. Assumindo pulsos de 20ms temos: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 21 - 20ms ton + 20ms toff: 40ms de ciclo; - 23 ciclos (3 de ativação de chamada + 20 referente ao programa): 23 X 40ms = 920ms (aproximadamente 1s). Mais o tempo de espera de aceitação. Este modo é mais rápido entre os quatro citados. Porém, o tempo para carregar o programa depois de selecionado é uma variante das ferramentas contempladas no programa, bem como quantidade, área de inspeção e “peso” de cada uma delas. As ferramentas que mais interferem em tempo de processamento e tempo para carregar o programa são: Pattern Match e Contour Match. Caso seja necessário a utilização de uma delas, procure diminuir a área de inspeção ao máximo possível. _______________________________________________________________ Mudança de programa de inspeção na BVS – WITH FEEDBACK AND EXTERNAL TEACHING. Neste modo de seleção de programa de inspeção, o usuário tem a opção de ter um retorno do sensor de visão informando ao sistema (CLP) que o programa foi trocado e também o número do programa é informado pelas saídas digitais. É preciso considerar o tempo mínimo para mudança de programa de inspeção. Para ajustar a BVS para este modo de seleção de programa, deve-se seguir alguns passos: Com o software BVS ConVis on-line com a BVS, clicar em SENSOR, como mostra abaixo: - Deposis em Settings como mostrado e aparecerá a janela abaixo: Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 22 Selecione SELECT – EXT. TEACH ONLY e ajuste o tempo de troca de inspeção. O tempo de inspeção na BVS deve ser levemente menor que os pulsos ajustados no CLP. Ex.: Ajustar a BVS para 10ms e o CLP para 12ms. Mas não igualar os valores. O tempo mínimo da BVS é de 10ms. Caso seu CLP aceite a programação em múltiplos de 10, ou seja, 10ms – 20ms – 30ms – 40ms – ..., deve selecionar 20ms e aumentar o tempo da BVS para 17 ou 18ms. Este modo de troca de programa é composto por 8 passos como segue descrito: Passo nº1: Ativar a entrada de seleção de programa. O sensor como resposta vai resetar todas as três saídas. Passo nº2: Com as três saídas desligadas (nível baixo) e o pino de seleção de programa ainda ativo, dar um pulso no trigger de entrada. O sensor como resposta vai setar todas as três saídas (nível alto). Passo nº3: Com as três saídas e o pino de seleção de programa ativos, disparar uma seqüência de pulsos correspondente ao número do programa desejado. Ex.: prog 1 = 1 pulso; prog 3 = três pulsos; prog 10 = 10 pulsos e assim até o prog de número 20. ___________________________________________________________________ Nota: Caso não seja dado nenhum pulso no passo nº3 ou a quantidade for superior a 20 pulsos, não haverá troca de programa e o sensor manterá o último programa executado. ___________________________________________________________________ Passo nº4: Fim do processo de seleção de programa. Não há mais pulso de trigger para selecionar o programa. Deve-se desativar o pino de seleção de programa (select input). Nesmo momento as três saídas permanecem ativas. Passo nº5: Com as entradas de trigger e seleção de programa desativadas, a resposta do sensor é resetar as três saídas. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 23 Passo nº6: Resposta com os bits menos significativos. Com o atraso do tempo mínimo de pulso para troca de programa, o sensor responde com código binário ao comando do trigger de entrada, os três bits menos significativos relativos ao número do programa desejado. Passo nº7: Resposta com os bits mais significativos. Com o atraso do tempo mínimo de pulso para troca de programa, o sensor responde com código binário ao comando do trigger de entrada, os três bits mais significativos relativos ao número do programa desejado. Ex.: Programa nº5: (0 0 0 1 0 1) Assim: Passo 6: 22 x 1 = 1 / 21 x 0 = 0 / 20 x 1 = 1 Passo 7: 25 x 0 = 0 / 24 x 0 = 0 / 23 x 0 = 0 Passo 8: Fim de processo. O CLP dá o último comando de trigger e o sensor responde com o atraso do tempo mínimo de pulso para troca de programa ativando as três saídas. Logo que o programa é carregado, as três saídas são resetadas e o sensor está pronto para operar com o novo programa. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 24 A Balluff também disponibiliza um bloco de funções parametrizado para os usuários de CLP Siemens S7-300: FB21 Com este bloco de funções, o usuário deve apenas atribuir nomes às variáveis como quais entradas do CLP são as saídas da BVS, quais saídas do CLP são entradas de trigger e seleção de programa do sensor. Obs.: Esta rotina do bloco de funções parametrizado deve rodar apenas no momento em que a troca de programa for requerida. Engº Marco Antonio de Almeida BALLUFF Controles Elétricos 25