汽車策動(dòng)機(jī)在多個(gè)臨盆站間傳送,并依序組裝。在此進(jìn)程中,汽缸體拆卸上活塞和曲軸。另外,閥和搖桿安裝到汽缸蓋上。一旦這兩個(gè)子組件構(gòu)建好,它們便經(jīng)由過程如推桿之類的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝配,鄙人一步組裝之前聯(lián)合在一路。
雖然組裝進(jìn)程中的許多環(huán)節(jié)是自動(dòng)化的,然則曩昔依然需求手動(dòng)執(zhí)行若干檢討法式,以確保兩個(gè)子組件接合在一路后,策動(dòng)機(jī)中的特定機(jī)械組件和銜接處于正確的位置。今朝,視覺系統(tǒng)正在促使這些流程的自動(dòng)化中施展著主要作用,消弭之前可能因?yàn)椴僮魅藛T委靡而發(fā)生[fā shēng]的任何潛在毛病。
一家柴油策動(dòng)機(jī)制作商需求一套專門的系統(tǒng),要求該系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)安裝在其柴油策動(dòng)機(jī)上的癥結(jié)部件,這家柴油策動(dòng)機(jī)制作商找到了美國RedViking公司。該公司開發(fā)出了一套完全自動(dòng)化系統(tǒng)來知足此義務(wù)的需求。盡管公司的流水線上只臨盆三種型號(hào)的策動(dòng)機(jī),這些型號(hào)的變體數(shù)目意味著系統(tǒng)需求有足夠的靈巧性以順應(yīng)所無情況。
在評(píng)價(jià)使用接觸式測(cè)量系統(tǒng)或激光掃描儀的可能性后,RedViking公司最終選擇了基于安裝在機(jī)械人手臂上的智能相機(jī)樹立一套視覺檢測(cè)系統(tǒng)(見圖1)。在檢討進(jìn)程中,機(jī)械人環(huán)繞策動(dòng)機(jī)組件挪動(dòng)相機(jī),以捕捉[bǔ zhuō]策動(dòng)機(jī)中癥結(jié)部件的圖像,同時(shí)避開可能遮擋相機(jī)視野的任何其他組件。這樣做之后,系統(tǒng)剖析圖像,以確定癥結(jié)部件是否存、所處位置是否正確。檢討結(jié)果經(jīng)由過程人機(jī)界面在進(jìn)程中凸起顯示給操作人員。
圖1:RedViking公司開發(fā)出了一套基于視覺的機(jī)械人檢討站,以確保在策動(dòng)機(jī)拆卸進(jìn)程中癥結(jié)組件的存在和正確的拆卸位置。
策動(dòng)機(jī)總成
在柴油策動(dòng)機(jī)中,線性運(yùn)動(dòng)由銜接到汽缸體內(nèi)曲軸的活塞轉(zhuǎn)化為扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。跟著每一個(gè)活塞在策動(dòng)機(jī)沖程中運(yùn)動(dòng),一對(duì)在汽缸蓋上的進(jìn)氣閥和排氣閥打開和關(guān)閉,使空氣被吸入到策動(dòng)機(jī)中而廢氣被排出。策動(dòng)機(jī)中閥門的打開和關(guān)閉經(jīng)由過程凸輪軸的連桿機(jī)構(gòu)來掌握。當(dāng)凸輪軸動(dòng)彈時(shí),機(jī)械推桿將凸輪軸端部凸輪發(fā)生[fā shēng]的往復(fù)運(yùn)動(dòng),傳送到安裝在汽缸蓋上的搖桿(見圖2)。
圖2:因?yàn)槭诸^(別名軛)、十字頭套筒和推桿在拆卸進(jìn)程中的某個(gè)階段為松合營(yíng),對(duì)各組件進(jìn)行檢討以確保它們存在而且[ér qiě]處于正確的位置,至關(guān)主要。
搖桿經(jīng)由過程機(jī)械十字頭或橋,壓縮和釋放進(jìn)氣閥和排氣閥上的彈簧。十字頭位于閥桿頂部,使得搖桿可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)閥門,而嵌合在十字頭頂部的十字頭套筒充任樞軸,許可十字頭以預(yù)定的序列打開和關(guān)閉排氣閥和進(jìn)氣閥(見圖3)。
圖3:搖桿經(jīng)由過程機(jī)械十字頭或橋,壓縮和釋放進(jìn)氣閥和排氣閥上的彈簧。十字頭位于閥桿頂部,使得搖桿可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)閥門,而嵌合在十字頭頂部的十字頭套筒充任樞軸,許可十字頭以預(yù)定的序列打開和關(guān)閉排氣閥和進(jìn)氣閥。
在策動(dòng)機(jī)拆卸進(jìn)程中,十字頭、十字頭套筒定位在汽缸蓋中閥門的頂部,在此之后,搖桿放在十字頭套筒的頂部并固定。當(dāng)汽缸體銜接到汽缸蓋,曲軸推桿被定位,這樣使得搖桿末尾的球頭拆卸到推桿端部的套筒中。
因?yàn)槭诸^、十字頭套筒和推桿在拆卸進(jìn)程中的某個(gè)階段為松合營(yíng),對(duì)各組件進(jìn)行檢討,以確保它們存在,而且[ér qiě]都未錯(cuò)位是至關(guān)主要的。因?yàn)槿魏尾怀山邮艿娜莶疃伎赡苷兄虏邉?dòng)機(jī)故障。
自動(dòng)檢測(cè)
曩昔,都是經(jīng)由過程人工檢討部件。在檢討進(jìn)程中,操作人員要俯視策動(dòng)機(jī)內(nèi),肉眼確定機(jī)械部件是否正確定位,并標(biāo)志[biāo zhì]出那些未被正確定位的部件。然而,這類高度勞動(dòng)密集型的進(jìn)程很容易失足。
RedViking公司開發(fā)的視覺系統(tǒng),復(fù)制晚期人工檢討的規(guī)范,而且是以加倍可重復(fù)、更不容易失足的體式格局來完成。斟酌到拆卸廠臨盆的策動(dòng)機(jī)的變體數(shù)目,必需[bì xū]首先讓系統(tǒng)進(jìn)修,以確定拆卸線上所有變體的十字頭、十字頭套筒和推桿的位置。
在教授教養(yǎng)進(jìn)程中,放置在六軸機(jī)械人末尾執(zhí)行器上的美國康耐視公司的800×600像素In-Sight7000視覺系統(tǒng),被挪動(dòng)到引擎周圍的特定位置。以延續(xù)的體式格局捕捉[bǔ zhuō]安裝在每一個(gè)汽缸頂部的十字頭和十字頭套筒的圖像,和安置[ān zhì]推桿頂部球頭的套筒殼體的圖像。
癥結(jié)部件的圖像由一組視覺軟件對(duì)象進(jìn)行剖析,這些對(duì)象預(yù)裝在康耐視In-Sight視覺系統(tǒng)中。康耐視的In-SightExplorer電子表格用來設(shè)置裝備擺設(shè)視覺對(duì)象,剖析它們所創(chuàng)立的數(shù)據(jù),將剖析結(jié)果從In-Sight視覺系統(tǒng)傳輸?shù)竭\(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的美國AllenBradley公司的CompactLogixPLC中。
使用In-SightExplorer軟件中的CognexPatMax圖樣婚配對(duì)象,該系統(tǒng)被訓(xùn)練搜索兩幅圖像內(nèi)的圖樣,并識(shí)別圖像中代表十字頭、十字頭套筒和推桿的特定圖樣。經(jīng)由過程為視覺系統(tǒng)提供任何每臺(tái)策動(dòng)機(jī)組件的位置變量,包羅浩瀚可接受和不成接受的,有可能界說特定的數(shù)值規(guī)模,該規(guī)模中組件的位置和朝向是可接受的。
在檢討進(jìn)程中,可以使用康耐視PatFind視覺系統(tǒng)軟件對(duì)象識(shí)別組件,并與系統(tǒng)中的型號(hào)相婚配。找到婚配之后,該系統(tǒng)可確定該部件的朝向是否在先前所界說的可接受限值內(nèi),或許所測(cè)量的參數(shù)是否偏離。
軟件解決方案
當(dāng)一臺(tái)策動(dòng)機(jī)抵達(dá)拆卸線上的檢討站時(shí),工場(chǎng)收集發(fā)送策動(dòng)機(jī)的具體類型和版本到系統(tǒng),然后在鄰近運(yùn)轉(zhuǎn)Allen-BradleyPanelView的人機(jī)界面上顯示。一旦吸收到該數(shù)據(jù),CompactLogixPLC在策動(dòng)機(jī)上降下罩殼,以限制進(jìn)入工作站的自然光量。
CompactLogixPLC編程具有與每種特定策動(dòng)機(jī)相聯(lián)系關(guān)系的特定位置信息,然后指示機(jī)械人手臂挪動(dòng)機(jī)械人末尾執(zhí)行器上的康耐視In-Sight相機(jī),到與策動(dòng)機(jī)相鄰的幾個(gè)位置的首個(gè)位置(見圖4)。一旦就位,它便捕捉[bǔ zhuō]與第一個(gè)汽缸相聯(lián)系關(guān)系的十字頭和十字頭套筒的側(cè)視圖。
圖4:在策動(dòng)機(jī)檢討進(jìn)程中,PLC指示機(jī)械人挪動(dòng)機(jī)械人末尾執(zhí)行器臂上的康耐視Insight相機(jī)到策動(dòng)機(jī)上的幾個(gè)位置。十字頭和十字頭套筒和推桿套筒的圖像,被順次捕捉[bǔ zhuō]并經(jīng)由過程In-Sight系統(tǒng)進(jìn)行剖析,以確定它們是否存在、位置和朝向是否正確。
隨后,In-Sight軟件找到一個(gè)已知參考點(diǎn),從該點(diǎn)可以確定十字頭套筒和十字頭的位置。之后,康耐視PatFind圖樣婚配對(duì)象確保零件都存在,在正確的位置而且[ér qiě]朝向正確。要做到這些,PatFind對(duì)象剖析圖像中的每一個(gè)部件和已知基準(zhǔn)的幾何信息,并計(jì)較它們的空間關(guān)系。
PLC沿策動(dòng)機(jī)挪動(dòng)機(jī)械人末尾執(zhí)行器,并在此時(shí)代順次測(cè)量每一個(gè)十字頭和十字頭套筒的取向。每幅圖像順次處置,直到已檢討所有的組件。一旦系統(tǒng)完成十字頭和十字頭套筒檢討義務(wù),CompactLogixPLC挪動(dòng)機(jī)械人臂到策動(dòng)機(jī)的另外一側(cè),順次捕捉[bǔ zhuō]推桿套筒的圖像,并以相似的體式格局進(jìn)行剖析。
可視化結(jié)果
為了在檢討進(jìn)程中使操作人員可以看到任何策動(dòng)機(jī)中的組件是否及格,RedViking公司創(chuàng)立了每種策動(dòng)機(jī)的示意代表圖,使得操作人員就像直接俯視所看到的一樣。在檢討進(jìn)程中,代表圖凸起顯示閥十字頭、十字頭套筒和套筒的位置,可以在Allen-BradleyPanelView人機(jī)界面上查看,提供每次檢討的及格/不及格信息。
只需相機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的In-Sight視覺處置軟件確定特定組件是在可接受的限值內(nèi),In-Sight智能相機(jī)便發(fā)送及格旌旗燈號(hào)到PLC。基于相機(jī)在該圖像捕捉[bǔ zhuō]點(diǎn)的已知位置,PLC隨后指令A(yù)llen-BradleyPanelView人機(jī)界面系統(tǒng),在策動(dòng)機(jī)的代表圖上,以綠色圓形標(biāo)志凸起顯示已經(jīng)由過程檢討的區(qū)域。假如有任何組件落在那些限值之外,不及格旌旗燈號(hào)發(fā)送到PLC,指令A(yù)llen-BradleyPanelView人機(jī)界面系統(tǒng)以白色凸起顯示區(qū)域(見圖5a和5b)。
圖5:(a)當(dāng)視覺系統(tǒng)軟件確定某個(gè)組件在可接受的規(guī)模內(nèi)時(shí),策動(dòng)機(jī)上組件的位置以綠色凸起顯示。(b)假如某個(gè)組件是在及格規(guī)模之外,其位置以白色凸起顯示。
假如所有的組件經(jīng)由過程檢討,那末策動(dòng)機(jī)繼續(xù)沿臨盆線下行,對(duì)其執(zhí)行進(jìn)一步的組裝操作。假如系統(tǒng)只是探測(cè)到單一故障,策動(dòng)機(jī)便被送到手藝人員處糾正故障,再將策動(dòng)機(jī)從新送回到拆卸線中。
由視覺系統(tǒng)捕捉[bǔ zhuō]的每一個(gè)策動(dòng)機(jī)組件的圖像,也經(jīng)由過程以太網(wǎng)接口保留[bǎo liú]到當(dāng)?shù)豙dāng dì]PC,并標(biāo)志[biāo zhì]上檢討結(jié)果,和識(shí)別信息(例如時(shí)間、日期和策動(dòng)機(jī)序列號(hào))。這些信息有助于操作人員識(shí)別任何可能的故障原因,也為工程師們提供了一種體式格局,可以驗(yàn)證后續(xù)被識(shí)別為出缺陷的任何策動(dòng)機(jī),是否是因?yàn)榻M裝進(jìn)程中后續(xù)階段任何被檢討組件的挪動(dòng)超越[chāo yuè]公役規(guī)模所惹起的。文章轉(zhuǎn)載來自《視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
