在Nürnberg市Inter Control公司中,利用100%高質(zhì)量的圖像處理技術(shù)負(fù)責(zé)控制產(chǎn)品的高質(zhì)量,最終也成為對生產(chǎn)基地的貢獻(xiàn)。圖像處理系統(tǒng)基于一種由高能視頻系統(tǒng)和軟件與程序管理模塊組成的結(jié)構(gòu),因此可以完成對大約150種產(chǎn)品的一系列標(biāo)識進(jìn)行檢驗的復(fù)雜要求。
為了能夠通過提高產(chǎn)品質(zhì)量來應(yīng)對日益增長的競爭壓力,Inter Control公司決定在Nürnberg生產(chǎn)基地抓緊解決采用圖像處理技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制的問題。家用電器工業(yè)、采暖通風(fēng)空調(diào)領(lǐng)域以及自動化系統(tǒng)中溫度調(diào)節(jié)器的電機(jī)械組件,必須接受100%的質(zhì)量控制。在溫度調(diào)節(jié)器的自動化制造過程中,由配備雙金屬機(jī)構(gòu)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(wù)有多種不同的系統(tǒng)解決方案。根據(jù)這種必要性,生產(chǎn)過程和100%的質(zhì)量控制必須設(shè)計得盡可能有效,各種要求也必須大幅拓寬。在與此相關(guān)的各種困難方面,陶瓷供貨商早已提出過預(yù)先警告,他們也已經(jīng)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(chǎn)品,只有絕對安全可靠的工作系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)和軟件與程序管理模塊組成的結(jié)構(gòu),這樣就可以完成對大約150種產(chǎn)品的一系列標(biāo)識進(jìn)行檢驗的復(fù)雜要求。這個高效且價廉的系統(tǒng)解決方案很快就得到了實現(xiàn)和安裝。原先提出的一系列要求后來又逐步得到了擴(kuò)充,增加了圖像處理的進(jìn)一步要求。如今這個系統(tǒng)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(chǎn)運行。
面向?qū)ο蟮乃悸泛喕僮?/P>
Fürth市這家視頻專業(yè)廠商分析了產(chǎn)品范圍,由此研發(fā)了一種有效的圖像處理系統(tǒng)。在自動加工機(jī)床時,相同的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)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(wù)不是僅依靠一臺視頻傳感器就能完成的。由于采用了面向?qū)ο蟮乃悸罚蚨诰幊膛c管理以及檢驗任務(wù)的維護(hù)中達(dá)到了滿足各種需求的可能性。傳統(tǒng)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?qū)ο蟮牟僮鞣绞?,故只需對基礎(chǔ)底板進(jìn)行掃描,所有的檢驗程序均按此進(jìn)行調(diào)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(jié)構(gòu)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(tǒng)直接內(nèi)置安裝在全自動的安裝設(shè)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(nèi)置有以太網(wǎng)接口,保護(hù)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(tǒng)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(jìn)行編程和數(shù)據(jù)讀入。經(jīng)過檢驗的對象標(biāo)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(chǔ)底板上的鉆孔直徑,法蘭的種類,陶瓷部件上的顏色標(biāo)識。在節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)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(tǒng)直接內(nèi)置安裝在全自動的安裝設(shè)備中(圖1)。
多面觀察識別裂紋
在一個周期時間內(nèi),用于圖像處理的全部工作大約需要0.3s。對裂紋形成進(jìn)行檢查非常復(fù)雜,因為例如通過臟污進(jìn)行識別等問題是相當(dāng)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(tǒng)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(shù),因而也建立了寶貴的權(quán)威系統(tǒng)。這些用途應(yīng)當(dāng)繼續(xù)予以擴(kuò)大,公司已計劃把這些已經(jīng)成熟的方案和經(jīng)驗用于子公司及其特殊機(jī)器上。
由于對復(fù)雜的故障問題進(jìn)行了一步步地摸索,因而也越來越接近許可的故障參數(shù)的狹小范圍。過去總是反復(fù)出現(xiàn)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(xiàn)在這些零件的幾何規(guī)格可以立即被發(fā)現(xiàn),并作為錯誤零件被分揀出來。在故障檢測當(dāng)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(xiàn)深色的污點,那么就不允許出現(xiàn)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(jīng)證明是其優(yōu)勢之一。
通過內(nèi)置的圖像處理裝置,減輕了操作人員以前必須進(jìn)行視覺檢查的負(fù)擔(dān)。一旦有連續(xù)三個故障零件通過檢測裝置,機(jī)器便自動停機(jī)。只有經(jīng)過100%檢驗的產(chǎn)品才被裝在配貨托盤上離開自動化加工生產(chǎn)線(圖2)。加工過程中的故障源以統(tǒng)計方式進(jìn)行采集和分析,采取應(yīng)對措施,并將過程進(jìn)行合理調(diào)整。
圖2 只有經(jīng)過100%檢驗的產(chǎn)品才被裝在配貨托盤上離開自動化加工生產(chǎn)線
在家用電器方面,全球的競爭異常激烈,除價格之外,質(zhì)量扮演著越來越重要的角色。如果說過去的故障率已經(jīng)達(dá)到了最低程度,那么通過利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密的質(zhì)量監(jiān)控,故障率已經(jīng)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(yīng)商來說,這項重要的成果大有好處。因為投訴不僅導(dǎo)致產(chǎn)品召回的巨大費用,同時給公司形象造成極大損害,而且導(dǎo)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(jī)床逐步擴(kuò)建
采用現(xiàn)有檢測設(shè)備的成功經(jīng)驗已經(jīng)使另外三臺生產(chǎn)用自動機(jī)床逐步改造,擴(kuò)充配以圖像處理裝置。高效圖像處理技術(shù)上取得的技術(shù)知識,也將用于Inter Control公司的子公司以及Bad Kissingen的特種機(jī)器制造。新的加工設(shè)備也將裝備內(nèi)置式圖像處理裝置。
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