Studium przypadku: W jaki sposób firma AMAZEMET usprawniła automatyzację spawania dzięki platformie RocketWelder.
AMAZEMET to firma deep-tech specjalizująca się w produkcji addytywnej metali i zaawansowanych technologiach atomizacji ultradźwiękowej. Jedną z jej sztandarowych innowacji jest rePowder, ultradźwiękowy system atomizacji metali, który przekształca różne surowce metalowe w drobne proszki. Proces rePowder wykorzystuje wysokotemperaturowy palnik łuku plazmowego do topienia surowca na wibrującej sonotrodzie, umożliwiając ultradźwiękową atomizację stopionego metalu w kropelki. W celu uzyskania większej wydajności i spójności firma AMAZEMET starała się zautomatyzować sterowanie palnikiem w rePowder przy użyciu systemu wizyjnego sterowanego przez sztuczną inteligencję. W tym studium przypadku analizuje się, w jaki sposób firma AMAZEMET zintegrowała platformę spawalniczą RocketWelder AI, aby uzyskać sterowanie palnikiem w czasie rzeczywistym, sterowane wizją w rePowder, redukując ręczną interwencję i poprawiając niezawodność produkcji.
Platforma atomizacji ultradźwiękowej rePowder firmy AMAZEMET. System (przedstawiony poniżej) wykorzystuje łuk elektryczny/palnik plazmowy (po lewej) skierowany na ultradźwiękowo wibrującą sonotrodę (w środku), aby stopić i rozpylić metalowy surowiec na drobny proszek. Urządzenie jest bardzo wszechstronne – może przetwarzać szereg form surowca i obsługuje różne moduły (np. topienie plazmowe lub indukcyjne)
Wyzwanie
Celem firmy AMAZEMET było wdrożenie sterowania palnikiem sterowanego za pomocą sztucznej inteligencji na etapie topienia plazmowego w rePowder, ale wiązało się to z dwoma głównymi wyzwaniami:
Wizja w czasie rzeczywistym z niskim opóźnieniem: System sterowania potrzebował szybkiego łącza wizyjnego, aby obserwować intensywny łuk plazmowy i roztopiony zbiornik w czasie rzeczywistym. Aby skutecznie regulować palnik w locie, opóźnienie od początku do końca musiało wynosić zaledwie kilkaset milisekund (celem było ~120 ms). Osiągnięcie tak niskiego opóźnienia było krytyczne dla responsywnego sterowania.
Minimalny wysiłek w zakresie integracji niestandardowej: Zintegrowanie tradycyjnej kamery spawalniczej z systemem zazwyczaj wymagałoby znacznego programowania i pracy nad interfejsem niskiego poziomu. AMAZEMET chciał uniknąć dużego obciążenia programistycznego dla łączności kamery i przetwarzania obrazu. Wyzwaniem było znalezienie rozwiązania, które oferowałoby zintegrowany kanał wizji i sterowania od razu po wyjęciu z pudełka, bez konieczności pisania obszernego niestandardowego kodu.
Rozwiązanie – sterowanie palnikiem za pomocą sztucznej inteligencji z RocketWelder
Aby sprostać tym wyzwaniom, AMAZEMET przyjął platformę RocketWelder, która zapewnia kompleksowe środowisko do automatyzacji spawania z wykorzystaniem wizji. Implementacja obejmowała przemysłowe kamery Rocket Retina połączone z jednostką obliczeniową Rocket Neuron Edge, wszystkie zarządzane przez zintegrowany kanał oprogramowania RocketWelder. Ta konfiguracja zapewniała następujące kluczowe funkcje:
Zintegrowany proces wizyjny: Platforma RocketWelder łączy przemysłowe kamery spawalnicze, szybkie przetwarzanie i oprogramowanie sterujące w jednym pakiecie. AMAZEMET zainstalował kamerę Rocket Retina z widokiem na strefę topienia rePowder. Ta kamera — zaprojektowana do trudnych warunków spawania — rejestruje wideo o wysokim zakresie dynamiki procesu jasnej plazmy, umożliwiając SI wyraźne „widzenie” jeziorka stopionego materiału. Sygnał z kamery jest przetwarzany przez proces RocketWelder w czasie rzeczywistym (z opóźnieniem wejściowym ~100–150 ms). Co najważniejsze, wbudowany projektant procesu i oprogramowanie wizyjne RocketWelder obsługiwały przetwarzanie obrazu i wykrywanie cech bez konieczności programowania niskiego poziomu przez AMAZEMET. Ten system wizyjny typu plug-and-play zaoszczędził zespołowi pisania niestandardowego kodu do interfejsu kamery lub filtrowania obrazów spoin, ponieważ środowisko RocketWelder zapewniało te możliwości od razu.
Wdrożenie modelu AI na krawędzi: AMAZEMET opracował niestandardowy model wizji maszynowej, aby zinterpretować ustawienie palnika plazmowego i stan zbiornika stopu. Korzystając z narzędzi RocketWelder, wdrożyli własny model AI bezpośrednio na jednostce brzegowej Rocket Neuron (przemysłowy moduł obliczeniowy GPU/TPU). Uruchomienie modelu na sprzęcie brzegowym (w miejscu palnika) zapewniło reakcję na poziomie milisekund i usunęło wszelkie opóźnienia sieciowe. Oznaczało to również, że zastrzeżony model i dane procesowe AMAZEMET pozostają na miejscu, zachowując kontrolę nad IP. Jednostka Rocket Neuron odczytuje wideo z kamery Retina, uruchamia wnioskowanie w celu wykrycia kluczowych cech (np. położenie palnika względem zbiornika stopu) i wyprowadza sygnały sterujące w celu dostosowania położenia palnika lub parametrów w czasie rzeczywistym. Platforma RocketWelder „tłumaczy” dane wizji na wyjścia sterowania palnikiem, które są następnie przetwarzane przez PLC, skutecznie kierując palnik wzdłuż pożądanej ścieżki lub utrzymując go w optymalnym miejscu na sonotrodzie. Ta zamknięta pętla sterowania odbywa się w sposób ciągły podczas atomizacji, eliminując potrzebę ręcznej korekty palnika przez operatora. Innymi słowy, palnik staje się samonaprowadzający: system AI dostosowuje się do wszelkich zmian w jeziorku stopowym lub przepływie surowca w locie, tak jak zrobiłby to wykwalifikowany operator – ale teraz autonomicznie.
Wyniki i korzyści
Dzięki integracji RocketWelder z rePowder firma AMAZEMET pomyślnie zautomatyzowała sterowanie palnikiem plazmowym i odniosła szereg korzyści:
Całkowicie zautomatyzowana obsługa palnika: System sterowany przez AI stale kontroluje położenie i ustawienie palnika, eliminując potrzebę monitorowania i regulacji palnika przez operatora podczas atomizacji ultradźwiękowej. Ta automatyzacja nie tylko zmniejsza wymagania dotyczące pracy, ale także poprawia bezpieczeństwo (operatorzy nie muszą już pracować blisko procesu o wysokiej temperaturze). Prowadzenie palnika jest teraz spójne i powtarzalne, co prowadzi do bardziej równomiernej produkcji proszku.
Reakcja w czasie rzeczywistym: Przepływ wizyjny osiąga opóźnienie około 120 ms od przechwycenia obrazu przez kamerę do uruchomienia, spełniając wymagania AMAZEMET dotyczące czasu rzeczywistego. Tak niskie opóźnienie pozwala systemowi reagować niemal natychmiast na zmiany w procesie – na przykład korygując celowanie palnika, jeśli zbiornik stopu się porusza lub dostosowując parametry, jeśli szybkość podawania ulega wahaniom. Ta reakcja pomaga utrzymać optymalne warunki topienia i jakość proszku przez cały cykl.
Uproszczona integracja: Korzystanie z RocketWelder znacznie uprościło wysiłki integracyjne w porównaniu do konwencjonalnych rozwiązań kamer spawalniczych high-end. Cały niezbędny sprzęt i oprogramowanie zostały wstępnie zintegrowane z platformą RocketWelder. Inżynierowie produkcji w AMAZEMET mogli skonfigurować kamerę, wytrenować model wizji i zdefiniować logikę sterowania palnikiem. Ta łatwość wdrożenia skróciła cykl rozwoju i zmniejszyła złożoność, w przeciwieństwie do radzenia sobie z samodzielnymi kamerami spawalniczymi, które często wymagają programowania API niskiego poziomu i niestandardowego kodu wizji.
Retencja i elastyczność IP: Ponieważ AMAZEMET wdrożył swój własny model AI na urządzeniu brzegowym RocketWelder, zachował pełną własność intelektualną rozwiązania – wiedza specjalistyczna w zakresie rozpoznawania i kontrolowania basenu stopu pozostaje w firmie. Nie są zamknięci w zastrzeżonym systemie kamer typu black-box; zamiast tego mogą aktualizować lub ponownie szkolić swój model w razie potrzeby, korzystając ze swoich danych. Ta elastyczność zapewnia, że AMAZEMET może nadal udoskonalać sztuczną inteligencję sterowania palnikiem i dostosowywać ją do nowych materiałów lub ustawień procesu w czasie, jednocześnie zachowując poufne dane lokalne.
Niższe koszty operacyjne: Automatyzacja sterowania palnikiem ma bezpośredni wpływ na efektywność kosztową. Ponieważ operator nie musi stale nadzorować i regulować palnika, koszty pracy są niższe, a wykwalifikowani technicy mogą zostać przydzieleni do zadań o większej wartości dodanej. Ponadto rozwiązanie RocketWelder okazało się bardziej opłacalne w integracji niż ultranowoczesne systemy śledzenia spoin oparte na laserze lub kamery spawalnicze innych firm. Tradycyjne konfiguracje profilometrów laserowych lub kamer spawalniczych klasy premium mogą być bardzo drogie i wymagać specjalistycznych prac integracyjnych. Natomiast podejście RocketWelder oparte na kamerze i sterowane przez sztuczną inteligencję wyeliminowało potrzebę tak kosztownego sprzętu i niestandardowej inżynierii, zapewniając szybszy zwrot z inwestycji.
Wniosek
Wykorzystując platformę wizyjną AI firmy RocketWelder, AMAZEMET pomyślnie przekształcił system rePowder w inteligentniejszą i bardziej autonomiczną operację. Połączenie solidnej konfiguracji sprzętu wizyjnego i kontroli AI na krawędzi pozwoliło palnikowi plazmowemu dynamicznie dostosowywać się podczas atomizacji ultradźwiękowej, co poprawiło stabilność procesu i przepustowość. Ten przypadek pokazuje, jak firma zajmująca się produkcją addytywną deep-tech była w stanie rozwiązać złożone wyzwanie sterowania w czasie rzeczywistym przy minimalnym wysiłku integracyjnym, dzięki innowacyjnemu rozwiązaniu spawalniczemu opartemu na AI. RePowder firmy AMAZEMET jest obecnie najnowocześniejszym przykładem zautomatyzowanej produkcji proszków metalowych, w której zaawansowane obrazowanie i AI współpracują ze sobą, aby zwiększyć wydajność produkcji.