Configuration iRVision FANUC : calibration de caméra, Application Frame et processus de vision qui reste fiable tout le quart

Une nouvelle installation iRVision est une cascade de calibrations, pas un système de vision. La calibration de la caméra alimente l’Application Frame. L’Application Frame alimente le processus de vision. Le processus de vision alimente le programme de mouvement. Ratez n’importe quelle couche et les décalages placent votre TCP à un centimètre de la pièce, ou pire, vous vous retrouvez à courir après des alarmes MOTN-074 intermittentes parce que la grille de calibration n’était pas de la bonne taille. Chez Probot Systèmes, nous déployons régulièrement iRVision sur des cellules R-30iB et R-30iB Plus, et la même poignée d’erreurs explique la plupart des appels que nous recevons d’usines qui réalisent leur premier projet de vision.

Cet article s’adresse aux intégrateurs et aux techniciens qui configurent iRVision 2D Single-View sur un contrôleur R-30iB ou R-30iB Plus, habituellement avec une caméra SC130 ou Basler GigE branchée sur le connecteur JRS27. Les principes s’appliquent aussi au 2.5D et au 3DL, mais les étapes de calibration et les pièges sont différents pour ces systèmes plus avancés.

Comment iRVision fonctionne concrètement

iRVision construit trois transformations de coordonnées successives. D’abord, la calibration de la caméra fait correspondre les coordonnées en pixels à un plan en millimètres, à l’aide d’une grille imprimée placée à la distance de travail. Ensuite, l’Application Frame relie ce plan calibré à un repère robot connu, habituellement enseigné contre un point de référence d’un gabarit avec un TCP pointu. Enfin, le processus de vision localise une caractéristique dans le repère calibré et produit un décalage de position que le programme de mouvement lit au moyen de VOFFSET, VR[x].

Si l’une de ces trois couches est définie par rapport à la mauvaise référence, toutes les couches suivantes sont faussées, même si chacune rapporte individuellement un succès. Le processus de vision affichera sans broncher un score parfait sur une pièce qui se trouve à 8 mm de sa position, parce que l’Application Frame a été enseigné avec le mauvais outil actif.

Quand une étape de calibration échoue, le contrôleur le signale souvent par MOTN-074. L’entrée officielle du manuel des codes d’alarme FANUC pour MOTN-074 se lit comme suit : « La vitesse n’est pas comprise entre 0 et $speedlim. Solution : régler la vitesse entre 0 et $speedlim. » Ça ressemble à une erreur de programme de mouvement, mais sur l’Education Cert Cart et les cellules semblables, MOTN-074 se déclenche en fait pendant le mouvement de calibration, lorsque le robot ne peut pas atteindre le point de calibration suivant à la vitesse demandée. La discussion Education Cert Cart 2D iRvision camera calibration fail MOTN-074 documente exactement ce symptôme.

Pièges les plus fréquents

1. Mauvaise grille de calibration pour la focale. FANUC fournit des grilles de plusieurs tailles (espacement des points de 15 mm, 30 mm, 50 mm). Avec la mauvaise grille à votre distance de travail, l’image est mal remplie et la calibration dérive. La discussion Fanuc irVision part identifying mentionne les erreurs de dimensionnement comme une cause récurrente de mauvais scores de détection de pièces.
2. Application Frame enseigné avec le mauvais UTOOL actif. L’UTOOL est la référence qui définit où se trouve le TCP. Touchez le gabarit de calibration avec le mauvais outil actif et l’Application Frame hérite du mauvais décalage d’outil, ce qui se propage dans chaque détection de pièce pendant toute la vie du programme.
3. Éclairage instable au cours d’un quart. Un processus de vision réglé à 10 h avec la lumière qui entre par le puits de lumière échoue à 15 h quand le soleil se déplace. La discussion Fanuc Project Help pls cite iRVision comme une application qui exige un éclairage contrôlé avant que les valeurs de seuil veuillent dire quoi que ce soit.
4. Caméra non calibrée sur une surface plane. Une feuille de grille qui gondole sur une palette de bois suffit à fausser la calibration de quelques millimètres. La grille doit être bien à plat sur le plan de travail, point final.
5. Données de vision absentes de la sauvegarde. La configuration de vision réside dans des fichiers .VD que certaines sauvegardes d’image omettent. Après un remplacement de caméra ou de contrôleur, vous l’apprenez à vos dépens. La discussion iRvision mastering issue on Education Cert. Cart décrit les efforts de récupération après un changement de contrôleur.
6. Mauvais brochage de la caméra sur le JRS27. Le connecteur Honda 20 broches du R-30iB Mate a un brochage précis pour la Basler acA1300-75gm et d’autres caméras GigE. La discussion Pinout for FANUC R-30iB Mate JRS27 to Basler GigE Camera explique la marche à suivre. Une seule broche erronée et la caméra est détectée, mais la qualité d’image est inutilisable.

Comment bien faire la configuration

Étape 1. Confirmez le type de caméra et la distance de travail. Notez la focale, la distance de travail et le champ de vision au plan de la pièce. Comparez ces valeurs à la taille de grille recommandée par FANUC dans le manuel de configuration iRVision. Si le champ de vision fait 200 mm de large, il vous faut la grille de 30 mm (environ 7 points de large) et non celle de 15 mm (qui donnerait 13 points, et les points deviennent bruités à cette densité).

Étape 2. Fixez la caméra de façon rigide. La calibration iRVision devient invalide dès que la caméra bouge par rapport à la base du robot, ne serait-ce que d’un demi-millimètre. Si la caméra est montée sur le poignet du robot, cela fait partie de la calibration; si elle est fixe, verrouillez-la solidement.

Étape 3. Enseignez l’UTOOL avec précision par la méthode de toucher de pointe. N’utilisez pas un UTOOL « à peu près bon » pour un travail de vision. La couche Application Frame amplifie toute erreur d’UTOOL.

Étape 4. Lancez la Camera Calibration. L’écran de configuration de la vision déplace le robot vers plusieurs positions dans le champ de vision. Surveillez toute alarme MOTN-074 dans l’historique des alarmes. Si vous en voyez une, le problème vient habituellement du fait que votre position de référence enseignée est trop près d’une singularité ou que le mouvement de calibration franchit une limite de l’enveloppe extérieure. Repositionnez la grille.

Étape 5. Enseignez l’Application Frame contre le même gabarit que celui utilisé pour la grille de calibration. Utilisez le même UTOOL. Le gabarit devrait comporter un trait de traçage net ou un trou percé avec précision que vous pourrez retrouver plus tard pour vérification.

Étape 6. Construisez le processus de vision. Stabilisez d’abord l’éclairage, réglez les seuils sur plusieurs pièces échantillons, sauvegardez, puis repassez les mêmes pièces pour confirmer le taux de réussite. Si le score de détection varie de plus de 10 points entre des pièces identiques sous un éclairage stable, le processus est trop sensible.

Comment bien faire quand la cellule est déjà en production

Si la détection des pièces dérive au cours du quart : Protégez la caméra de la lumière ambiante. Ajoutez un anneau DEL ou un illuminateur dédié à luminosité contrôlée. Réglez de nouveau le seuil en fonction de l’éclairage contrôlé seulement.

Si la position de la pièce présente un décalage mesurable par rapport à la cible : Revérifiez l’Application Frame par rapport au trait de traçage du gabarit. La façon la plus rapide de repérer un Application Frame erroné est d’écrire un programme TP d’une ligne qui va à la position 0,0,0 de l’UFRAME et de voir si le TCP touche le trait de traçage.

Si MOTN-074 se déclenche pendant la calibration : Déplacez la grille de calibration pour que le robot atteigne les points de calibration bien à l’intérieur de son enveloppe de mouvement. Le problème de l’Education Cert Cart mentionné dans la discussion du forum est un cas d’école où la géométrie du chariot force le robot à travailler près de ses limites.

Si vous remplacez une caméra : Faites une sauvegarde AOA en cochant explicitement l’option « include vision files » (inclure les fichiers de vision). Enregistrez aussi les fichiers .VD séparément sur une clé USB. La discussion Delete IR vision files montre à quel point il est facile de perdre définitivement la configuration de vision si elle n’est pas conservée séparément.

Si des erreurs de repère apparaissent à l’exécution d’un programme qui utilise la vision : La discussion Fanuc frame error using vision rappelle que toutes les erreurs de repère ne sont pas liées à iRVision. Vérifiez, par exemple, si le programme fait référence à UFRAME[0] (monde) alors que le processus de vision produit un décalage par rapport à UFRAME[5].

Quand faire appel à un spécialiste

Si vous configurez iRVision pour la première fois, la courbe d’apprentissage est bien réelle. Un spécialiste se rentabilise en jours de mise en service économisés, d’autant plus que les reprises liées à la vision une fois la cellule en production sont beaucoup plus perturbantes que de bien faire les choses du premier coup.

Deux signes qu’il vous faut de l’aide : vous avez refait la cascade trois fois et le décalage est toujours erroné d’une valeur inexpliquée, ou vous travaillez sur une configuration 2.5D / 3DL où la calibration fait intervenir plusieurs profondeurs et repères de référence. Contactez-nous pour la mise en service de votre système de vision, ou mettez en place un contrat de maintenance préventive qui inclut une vérification annuelle de la calibration des caméras.

Erreurs connexes à vérifier

• MOTN-074 Error in speed (erreur de vitesse) : comme décrit plus haut, survient souvent pendant la calibration de la vision lorsque le robot ne peut pas atteindre un point de calibration dans les limites de vitesse.
• INTP-251 Vision process error (erreur du processus de vision) : le processus de vision n’a pas pu s’exécuter, habituellement à cause d’une référence .VD périmée.
• SRVO-068 DTERR alarm : pas directement liée à iRVision, mais apparaît quand un outil de préhension (EOAT) muni d’une caméra se déplace à haute vitesse et que le câble de la caméra est tendu.
• MOTN-017 Limit error (erreur de limite) : apparaît si le mouvement de calibration pousse le robot au-delà d’une limite logicielle.

Probot Systèmes est un intégrateur FANUC établi à Lévis (Québec). Nous déployons iRVision sur des cellules R-30iB et R-30iB Plus partout au Canada et aux États-Unis, notamment pour la prise et dépose, la dépalettisation et l’alimentation de machines. Si votre application de vision dérive au cours du quart ou si vous planifiez une nouvelle cellule de vision, parlons-en : contactez-nous.