在Nürnberg市Inter Control公司中,利用100%高質量的圖像處理技術負責控制產品的高質量,最終也成為對生產基地的貢獻。圖像處理系統基于一種由高能視頻系統和軟件與程序管理模塊組成的結構,因此可以完成對大約150種產品的一系列標識進行檢驗的復雜要求。
為了能夠通過提高產品質量來應對日益增長的競爭壓力,Inter Control公司決定在Nürnberg生產基地抓緊解決采用圖像處理技術進行質量控制的問題。家用電器工業(yè)、采暖通風空調領域以及自動化系統中溫度調節(jié)器的電機械組件,必須接受100%的質量控制。在溫度調節(jié)器的自動化制造過程中,由配備雙金屬機構的陶瓷底座和許多連接頭以及各種固定的可能性這幾部分組成。出發(fā)點是保證避免組件在陶瓷底座上有破裂,為此公司收集了提議和解決方案的思路,僅對于這項任務有多種不同的系統解決方案。根據這種必要性,生產過程和100%的質量控制必須設計得盡可能有效,各種要求也必須大幅拓寬。在與此相關的各種困難方面,陶瓷供貨商早已提出過預先警告,他們也已經積極探討過圖像處理以及如陶瓷裂紋形成等問題。
必須檢驗200個不同品種
每年處理大約5000萬件陶瓷產品,只有絕對安全可靠的工作系統才能做到。此外還面臨這樣一個問題,即不同的陶瓷底座加上組裝的部件總共產生大約200個不同的品種。
Fürth市Bildverarbeitungs-Systemhauses 3D Motion公司的方案提議基于一種由高能視頻系統和軟件與程序管理模塊組成的結構,這樣就可以完成對大約150種產品的一系列標識進行檢驗的復雜要求。這個高效且價廉的系統解決方案很快就得到了實現和安裝。原先提出的一系列要求后來又逐步得到了擴充,增加了圖像處理的進一步要求。如今這個系統解決方案以每分鐘80個組件的效率,絕對安全可靠地勝任兩班或三班制全自動化的生產運行。
面向對象的思路簡化操作
Fürth市這家視頻專業(yè)廠商分析了產品范圍,由此研發(fā)了一種有效的圖像處理系統。在自動加工機床時,相同的基礎底板可以裝配不同的陶瓷底座,以便再將其與不同的接點組裝在一起。此外,還有多種不同的接點,例如結構相同的接點,但其接頭是彎成一定角度的。編程中,多種多樣的型號需要加以有效地管理。實際上,這項任務不是僅依靠一臺視頻傳感器就能完成的。由于采用了面向對象的思路,因而在編程與管理以及檢驗任務的維護中達到了滿足各種需求的可能性。傳統的做法是,在10個不同的種類中,分別為每個型號編制一個檢驗程序。由于采用了面向對象的操作方式,故只需對基礎底板進行掃描,所有的檢驗程序均按此進行調整。這樣就簡化了檢驗程序的管理,節(jié)約了成本,使工作方式透明化,更安全且更靈活。
圖1 在節(jié)省空間的結構方式中,由視覺傳感器In-Sight 5400和照明裝置組成的圖像處理系統直接內置安裝在全自動的安裝設備中
用于大約150個種類的所有檢驗程序全部保存在Cognex的In-Sight 5400中。視覺傳感器In-Sight內置有以太網接口,保護級別為IP67,可以不用電腦而作為單獨的圖像處理單元來工作。精密的圖像處理算法使系統具有很高的可靠性,操作界面便于操作,操作人員即使沒有全面的圖像處理知識也能為新品種進行編程和數據讀入。經過檢驗的對象標識簡列如下:檢查邊框上指定的部位,接頭的幾何尺寸,接點的角度位置,基礎底板上的鉆孔直徑,法蘭的種類,陶瓷部件上的顏色標識。在節(jié)省空間的結構方式中,由視覺傳感器In-Sight 5400和照明裝置組成的圖像處理系統直接內置安裝在全自動的安裝設備中(圖1)。
多面觀察識別裂紋
在一個周期時間內,用于圖像處理的全部工作大約需要0.3s。對裂紋形成進行檢查非常復雜,因為例如通過臟污進行識別等問題是相當難以解決的。因此,又開發(fā)了通過對部件的多面觀察識別裂紋的其他視頻系統能力。Inter Control公司的員工以極大的熱情深入探討了圖像處理技術,因而也建立了寶貴的權威系統。這些用途應當繼續(xù)予以擴大,公司已計劃把這些已經成熟的方案和經驗用于子公司及其特殊機器上。
由于對復雜的故障問題進行了一步步地摸索,因而也越來越接近許可的故障參數的狹小范圍。過去總是反復出現這樣的情況:交貨時總是難以避免夾帶一兩件錯誤零件,原因是由于改變批量大小造成的?,F在這些零件的幾何規(guī)格可以立即被發(fā)現,并作為錯誤零件被分揀出來。在故障檢測當中也有需要加以克服的問題部位,比如油污問題。如果因油滴而出現深色的污點,那么就不允許出現任何偽故障,這樣的問題部位以可靠的方式得到了排除。In-Sight 5400視覺傳感器的圖像處理工具在故障檢測中還擁有大量的潛在能力,這已經證明是其優(yōu)勢之一。
通過內置的圖像處理裝置,減輕了操作人員以前必須進行視覺檢查的負擔。一旦有連續(xù)三個故障零件通過檢測裝置,機器便自動停機。只有經過100%檢驗的產品才被裝在配貨托盤上離開自動化加工生產線(圖2)。加工過程中的故障源以統計方式進行采集和分析,采取應對措施,并將過程進行合理調整。
圖2 只有經過100%檢驗的產品才被裝在配貨托盤上離開自動化加工生產線
在家用電器方面,全球的競爭異常激烈,除價格之外,質量扮演著越來越重要的角色。如果說過去的故障率已經達到了最低程度,那么通過利用圖像處理技術進行嚴密的質量監(jiān)控,故障率已經降到了25~50ppm(parts per million),投訴或退貨情況沒有再發(fā)生過。對于全世界家用電器工業(yè)零配件供應商來說,這項重要的成果大有好處。因為投訴不僅導致產品召回的巨大費用,同時給公司形象造成極大損害,而且導致了管理開支和談判費用的大幅度增加。排除這一故障區(qū)域,大大簡化了與客戶的溝通與通信過程。
其他自動機床逐步擴建
采用現有檢測設備的成功經驗已經使另外三臺生產用自動機床逐步改造,擴充配以圖像處理裝置。高效圖像處理技術上取得的技術知識,也將用于Inter Control公司的子公司以及Bad Kissingen的特種機器制造。新的加工設備也將裝備內置式圖像處理裝置。
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