Studium Przypadku
Jak AMAZEMET Uprościł Automatyzację Spawania z Platformą RocketWelder.
Studium Przypadku: Jak AMAZEMET Uprościł Automatyzację Spawania z Platformą RocketWelder.
AMAZEMET to firma deep-tech specjalizująca się w technologiach atomizacji ultradźwiękowej i metalowego druku 3D. Jednym z jej flagowych rozwiązań jest rePOWDER - ultradźwiękowy atomizer metalu, który przekształca różne surowce metalowe w drobne proszki. Moduł plazmowy rePOWDER wykorzystuje wysokotemperaturowy palnik łukowy do topienia surowca na wibrującej sonotrodzie, umożliwiając ultradźwiękową atomizację stopionego metalu na kropelki. Dążąc do większej wydajności i powtarzalności, AMAZEMET postanowił zautomatyzować sterowanie palnikiem w rePOWDER przy użyciu systemu wizyjnego napędzanego AI. To studium przypadku analizuje, jak AMAZEMET zintegrował platformę AI do spawania RocketWelder, aby osiągnąć sterowanie palnikiem w czasie rzeczywistym wspomagane wizyjnie w rePOWDER, redukując interwencję ręczną i poprawiając niezawodność produkcji.
Platforma atomizacji ultradźwiękowej rePOWDER firmy AMAZEMET. System (przedstawiony poniżej) wykorzystuje palnik plazmowy (po lewej) do topienia i atomizacji (w środku) surowca metalowego na drobny proszek. Urządzenie jest bardzo wszechstronne - może przetwarzać dowolną formę surowca i obsługuje różne moduły (np. topienie indukcyjne, topienie łukowe lub odlewanie ssące)
Wyzwanie
Celem AMAZEMET było wdrożenie sterowania palnikiem wspomaganego AI dla etapu topienia plazmowego rePOWDER, ale wiązało się to z dwoma głównymi wyzwaniami:
- Wizja Czasu Rzeczywistego z Niskim Opóźnieniem: System sterowania potrzebował szybkiego potoku wizyjnego do obserwacji intensywnego łuku plazmowego i jeziorka stopionego metalu w czasie rzeczywistym. Aby skutecznie regulować palnik w locie, opóźnienie end-to-end musiało być rzędu zaledwie kilkuset milisekund (celem było ~120 ms). Osiągnięcie tego niskiego opóźnienia było kluczowe dla responsywnego sterowania.
- Minimalna Niestandardowa Integracja: Integracja tradycyjnej kamery spawalniczej do systemu zwykle wymagałaby znacznego programowania i pracy z interfejsami niskiego poziomu. AMAZEMET chciał uniknąć ciężkiego obciążenia związanego z rozwojem oprogramowania dla łączności kamery i przetwarzania obrazu. Wyzwaniem było znalezienie rozwiązania oferującego zintegrowany potok wizja+sterowanie od ręki, bez potrzeby pisania rozległego niestandardowego kodu.
Rozwiązanie - Sterowanie Palnikiem Napędzane AI z RocketWelder
Aby sprostać tym wyzwaniom, AMAZEMET przyjął platformę RocketWelder, która zapewnia kompleksowe środowisko do automatyzacji spawania sterowanej wizyjnie. Implementacja obejmowała przemysłowe kamery Rocket Retina w parze z jednostką obliczeniową brzegową Rocket Neuron, wszystko zarządzane przez zintegrowany potok oprogramowania RocketWelder. Ta konfiguracja zapewniała następujące kluczowe funkcje:
- Zintegrowany Potok 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 dla trudnych środowisk spawalniczych, rejestruje wideo o wysokiej dynamice obrazu jasnego procesu plazmowego, umożliwiając AI 'widzenie' jeziorka stopionego metalu. Strumień kamery jest przetwarzany przez potok RocketWelder w czasie rzeczywistym (z opóźnieniem wejściowym ~100-150 ms). Co ważne, wbudowany projektant potoku i oprogramowanie wizyjne RocketWelder obsługiwały przetwarzanie obrazu i wykrywanie cech bez wymagania programowania niskiego poziomu przez AMAZEMET. Ten system wizyjny plug-and-play zaoszczędził zespołowi pisanie niestandardowego kodu do interfejsowania kamery lub filtrowania obrazów spawalniczych, ponieważ środowisko RocketWelder zapewniało te możliwości od ręki.
- Wdrożenie Modelu AI na Brzegu: AMAZEMET opracował niestandardowy model wizji maszynowej do interpretacji ustawienia palnika plazmowego i stanu jeziorka stopionego metalu. Korzystając z narzędzi RocketWelder, wdrożyli swój własny model AI bezpośrednio na jednostce brzegowej Rocket Neuron (przemysłowy moduł obliczeniowy GPU/TPU). Uruchomienie modelu na sprzęcie brzegowym (przy palniku) zapewniło reaktywność na poziomie milisekund i wyeliminowało wszelkie opóźnienia sieciowe. Oznaczało to również, że właściwy model i dane procesowe AMAZEMET pozostają on-premise, zachowując kontrolę nad ich własnością intelektualną. Jednostka Rocket Neuron odczytuje wideo z kamery Retina, uruchamia wnioskowanie w celu wykrycia kluczowych cech (np. pozycji palnika względem jeziorka stopionego metalu) i generuje sygnały sterujące do regulacji pozycji palnika lub parametrów takich jak prąd plazmy w czasie rzeczywistym. Platforma RocketWelder 'tłumaczy' dane wizyjne na wyjścia sterujące palnikiem, które są następnie przetwarzane przez PLC, skutecznie prowadząc palnik wzdłuż pożądanej ścieżki lub utrzymując go w optymalnym miejscu na sonotrodzie. To sterowanie w pętli zamkniętej odbywa się w sposób ciągły podczas atomizacji, eliminując potrzebę ręcznej korekty palnika przez operatora. Innymi słowy, palnik staje się samosterujący: system AI dostosowuje się do wszelkich zmian w jeziorku stopionego metalu lub przepływu surowca w locie, tak jak zrobiłby to wykwalifikowany operator - ale teraz autonomicznie.
Wyniki i Korzyści
Dzięki integracji RocketWelder z rePOWDER, AMAZEMET z powodzeniem zautomatyzował sterowanie palnikiem plazmowym i zrealizował szereg korzyści:
- W Pełni Zautomatyzowana Praca Palnika: System napędzany AI w sposób ciągły kontroluje pozycję i ustawienie palnika, eliminując potrzebę monitorowania i regulacji palnika przez operatora podczas atomizacji ultradźwiękowej. Prowadzenie palnika jest teraz spójne i powtarzalne, co prowadzi do bardziej jednolitej produkcji proszku.
- Responsywność w Czasie Rzeczywistym: Potok wizyjny osiąga opóźnienie około 120 ms od przechwycenia przez kamerę do uruchomienia, spełniając wymagania AMAZEMET dotyczące czasu rzeczywistego. Tak niskie opóźnienie pozwala systemowi reagować niemal natychmiast na zmiany procesu, na przykład korygując pozycję palnika, jeśli jeziorko stopionego metalu się przemieści, lub dostosowując parametry, jeśli prędkość podawania się zmieni. Ta responsywność pomaga utrzymać optymalne warunki topienia i jakość proszku przez cały czas trwania procesu.
- Uproszczona Integracja: Użycie RocketWelder znacznie uprościło wysiłek integracyjny w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami kamer spawalniczych klasy premium. Cały niezbędny sprzęt i oprogramowanie było wstępnie zintegrowane w platformie RocketWelder. Inżynierowie produkcji w AMAZEMET mogli skonfigurować kamerę, wytrenować model wizyjny i zdefiniować logikę sterowania palnikiem. Ta łatwość wdrożenia skróciła cykl rozwoju i zmniejszyła złożoność, w przeciwieństwie do obsługi samodzielnych kamer spawalniczych, które często wymagają programowania API niskiego poziomu i niestandardowego kodu wizyjnego.
- Zachowanie IP i Elastyczność: Ponieważ AMAZEMET wdrożył swój własny model AI na urządzeniu brzegowym RocketWelder, zachował pełną własność własności intelektualnej rozwiązania - wiedza w zakresie rozpoznawania i sterowania jeziorkiem stopionego metalu pozostaje wewnątrz firmy. Nie są zamknięci w zastrzeżonym systemie kamery typu black-box; zamiast tego mogą aktualizować lub ponownie trenować swój model w razie potrzeby, korzystając ze swoich danych. Ta elastyczność zapewnia, że AMAZEMET może nadal udoskonalać AI sterowania palnikiem i dostosowywać go do nowych materiałów lub ustawień procesu w czasie, zachowując jednocześnie wrażliwe dane lokalnie.
- Niższe Koszty Operacyjne: Automatyzacja sterowania palnikiem ma bezpośredni wpływ na efektywność kosztową. Bez potrzeby ciągłego nadzorowania i regulacji palnika przez operatora, koszty pracy są zredukowane, a wykwalifikowani technicy mogą być przekierowani do zadań o wyższej wartości dodanej. Ponadto rozwiązanie RocketWelder okazało się bardziej opłacalne w integracji niż ultrawysokiej klasy systemy śledzenia laserowego lub kamery spawalnicze firm trzecich. Tradycyjne profilometry laserowe lub zestawy kamer spawalniczych klasy premium mogą być bardzo drogie i wymagać specjalistycznej pracy integracyjnej. W przeciwieństwie do tego, podejście RocketWelder oparte na kamerze i prowadzone przez AI wyeliminowało potrzebę takiego kosztownego sprzętu i niestandardowej inżynierii, zapewniając szybszy zwrot z inwestycji.
Podsumowanie
Wykorzystując platformę wizji AI RocketWelder, AMAZEMET z powodzeniem przekształcił system rePOWDER w inteligentniejszą i bardziej autonomiczną operację. Połączenie solidnej konfiguracji sprzętu wizyjnego i sterowania AI na brzegu pozwoliło palnikowi plazmowemu dynamicznie dostosowywać się podczas atomizacji ultradźwiękowej, co poprawiło stabilność procesu i przepustowość. Ten przypadek pokazuje, jak firma deep-tech zajmująca się drukiem 3D z metalu była w stanie rozwiązać złożony problem sterowania w czasie rzeczywistym przy minimalnym wysiłku integracyjnym, dzięki innowacyjnemu rozwiązaniu spawalniczemu napędzanemu AI. rePOWDER firmy AMAZEMET jest teraz najnowocześniejszym przykładem zautomatyzowanej produkcji proszku metalowego, gdzie zaawansowane obrazowanie i AI współpracują, aby poprawić wydajność produkcji.