سیستم ویژن جهت بازرسی سوراخ‌کاری لیزر

            جهت اندازه­گیری محل و همچنین ابعاد سوراخ­های حفرشده توسط لیزر بر روی یک قطعه پلاستیکی مورداستفاده در دستگاهی ایمنی گاز از یک سیستم مبتنی بر ماشین بینایی استفاده‌شده است.

            جهت اندازه­گیری محل و همچنین ابعاد سوراخ­های حفرشده توسط لیزر بر روی یک قطعه پلاستیکی مورداستفاده در دستگاهی ایمنی گاز از یک سیستم مبتنی بر ماشین بینایی استفاده‌شده است.

Description: C:\Users\Nasim\Desktop\vision systems\1506VSD_auto_opener.jpg

            یک تولیدکننده قطعات پلاستیکی کوچک، جهت سوراخ‌کاری قطعات مورداستفاده در آشکارساز گاز صنایع معدنی، نیازمند دستگاه تمام‌خودکار است. در این رابطه یک سیستم مبتنی بر ماشین بینایی جهت سوراخ‌کاری خودکار و همچنین اطمینان بخشی از صحت محل و ابعاد سوراخ­ها توسعه داده‌شده است. در این شرکت تقریباً 11 نوع مختلف قطعه پلاستیکی با دامنه متفاوتی از سوراخ (15 تا µm50) تولید می­گردد. دستگاه موردنظر قادر خواهد بود متناسب با نوع قطعه مکان و نیز ابعاد دقیق سوراخ­ها را مورد ارزیابی قرار دهد. دستگاه موردنظر به‌قدری انعطاف‌پذیر است که اپراتور قادر خواهد بود در حین کار قالب را عوض و نوع جدیدی از محصول را تولید نماید.

Description: C:\Users\Nasim\Desktop\vision systems\1506VSD_auto_1.jpg

 

            سیستم با استفاده از یک فیدر کاسه­ای هر با دسته خاصی از محصولات را به سمت محل سوراخ‌کاری هدایت می­کند. سپس قطعه توسط یک سامانه بازوی روباتیک مبتنی بر پردازش تصویر، تشخیص داده می­شود و سامانه قطعه را به‌صورت ثابت و مشخص، در محل موردنظر موجود بر سیستم جابه­جایی مخصوص (Walking beam transfer system) جانمایی می­کند. در ادامه یک دستگاه لیزر UV اقدام به ایجاد حفره­های موردنظر بر روی سیستم می­نماید. در مرحله نهایی قطعه از بین دو ایستگاه ماشین بینایی دیگر عبور می­کند. در این ایستگاه­ها محل و ابعاد سوراخ­ها، مورد ارزیابی قرار می­گیرند.

Description: C:\Users\Nasim\Desktop\vision systems\high-volume-production-systems-61-638.jpg

ازآنجایی‌که قطعات متفاوتی تولید می­شود، سیستم به‌گونه‌ای توسعه‌یافته که اپراتور قادر باشد قالب را به‌منظور تولید قطعه جدید عوض کند. استفاده از یک PLC و برنامه­ریزی آن به‌گونه‌ای که قادر باشد، بارکد انحصاری هر دسته از محصولات را تشخیص دهد راه‌حل موجود جهت انجام مراحل بازرسی برای دسته موردنظر است. با تشخیص بارکد، PLC فرمان­های جدید دستگاه‌های بازرسی و همین‌طور ربات را صادر می­نماید. تمام این فرآیندها درزمانی کمتر از 5 دقیقه صورت می­گیرد، درنتیجه زمان UPTIME و تولید بهبود داده می­شود.

زمانی که قالب جدید نصب می­گردد، PLC به‌سرعت سیستم را آماده انجام مراحل سوراخ‌کاری و بازرسی می­کند. قطعات تولیدشده درون فیدر کاسه­ای قرار می­گیرند، تا توسط لرزش به سمت نوار نقاله هدایت شوند. در کنار نوار نقاله یک بازوی 6 محور رباتیکی به کمک یک دوربین پردازش تصویر ویژه، محل و نحوی جاگیری قطعات را مشخص می­نماید و محصول را به‌دقت بر روی فیکسچر مربوط به دستگاه سوراخ‌کاری قرار می­دهد. تمامی اتصالات و فیکسچر به‌صورت پنوماتیکی و توسط PLC کنترل می­گردد. بعد از اتمام عمل سوراخ‌کاری قطعه موردنظر به سمت اولین ایستگاه بازرسی منتقل می­شود.

Description: C:\Users\Nasim\Desktop\vision systems\1506VSDautomation.jpg

            چگونگی قرارگیری و جانمایی قطعات توسط بازوی رباتیک بسیار حائز اهمیت است، چراکه در صورت عدم قرارگیری صحیح، در سوراخ‌کاری قطعات اشتباه رخ خواهد داد.  ازاین‌رو یک سیستم پردازش تصویر ویژه با استفاده از الگوریتم­های Matching به‌صورت پیوسته به کنترل نحوی جاگیری قطعات می­پردازد. در اولین ایستگاه پرداز تصویر، تصویر قطعه توسط دوربین Ace 2048x2048 monochorome مجهز به لنز 50mm ضبط می­گردد. تصاویر توسط کابل lan به یک رایانه مرکزی ارسال می­گردد. در سیستم پردازشی، نرم­افزار قسمت­های کلیدی از ساختار قطعه را شناسایی می­کند و با مقایسه آن­ها با الگوی تعریف‌شده برای نرم­افزار، میزان چرخش قطعه را مشخص می­نماید. سپس دستگاه میزان بردارهای انتقالی و دورانی که ربات جهت برداشتن و قرار دادن صحیح قطعه نیاز دارد را محاسبه و ارسال می­کند.

در مواردی که فاصله قطعات نسبت به یکدیگر کم باشد، به دلیل ماهیت فیزیکی سر بازوی رباتیکی، برخورد آن با قطعه کناری اجتناب‌ناپذیر است. به‌منظور رفع این مشکل و ایجاد فاصله مناسب و امن بین قطعات از فیدر کاسه استفاده می­شود. میزان ارتعاش فیدر به‌گونه‌ای تنظیم گردیده است که همواره در انتهای مسیر فیدر فاصله مناسب بین قطعات ایجادشده باشد. جهت ثابت بودن جانمای قطعه در طول حرکت در بین ایستگاه­ها از نوار نقاله ویژه Walking beam استفاده‌شده است.

            در دومین ایستگاه ماشین بینایی، قطعات به منظور تشخیص مکان و همچنین ابعاد سوراخ مورد ارزیابی قرار می­گیرند. تصاویر ارسال‌شده به سیستم مرکزی مورد پردازش قرار می­گیرند. در اولین قدم با استفاده از یک الگوریتم تشخیص شکل نوع قطعه مشخص می­گردد. سپس با استفاده از الگوریتم thresholding مکان سوراخ معین می­گردد و جاگیری دوبعدی آن اندازه­گیری می­شود. اگر قطعات در جای درست سوراخ ده باشند نوار نقاله قطعه را به ایستگاه بعدی پردازش تصویر انتقال می­دهد.

Description: C:\Users\Nasim\Desktop\vision systems\1506VSD_auto_3a.jpg

در ایستگاه دوم، سیستم اندازه سوراخ ورودی و سوراخ خروجی از قطعه را اندازه­گیری می­نماید. این دو قسمت از مهم‌ترین اجزای قطعه به شمار می­رود چرا که تأثیر مستقیمی بر عملکرد سنسور تشخیص گاز خواهند داشت.

 

            ازآنجایی‌که نوع قطعات متفاوت است، به‌منظور اندازه­گیری دقیق سایز سوراخ­ها نیاز است که فاصله دوربین تا قطعه همواره میزان ثابت و مشخصی باشد. در راستای رفع این مشکل سیستم دوربین و لنز به‌وسیله یک Ball screw به یک سرو موتور متصل گشته است. سیستم، متناسب با نوع قطعه مورد بازرسی میزان فاصله را مشخص و فرمان موردنیاز را به سرو موتور منتقل می­نماید.