Laseritekniikka

Miten voit suorittaa väliaikaisen kalibroinnin, jos robottilaserhitsausten näköjärjestelmä epäonnistuu?

Robottilaserhitsaustuotannossa näköjärjestelmä hoitaa tehtäviä, kuten työkappaleen tunnistamista, hitsausnauman sijainnin määrittämistä ja paikallisointivirheen havaitsemista. Jos järjestelmässä tapahtuu paikallisointivirhe, tunnistusvirhe, kamerakuvassa esiintyy poikkeavia ilmiöitä tai näköjärjestelmän koordinaatit eivät vastaa robotin koordinaatteja, robotti saattaa epäonnistua hitsauspaikan tarkassa paikallisoinnissa. Pahimmassa tapauksessa tämä voi johtaa väärään hitsaustapaan, törmäyksiin tai virheisiin koko tuotannonerässä.

Jos ammattimainen jälkimyyntituki ei ole mahdollista järjestää välittömästi paikan päällä, voit suorittaa perustason vianetsintää ja tilapäisen kalibroinnin. Huomaa kuitenkin: tilapäinen kalibrointi soveltuu vain pienien paikallisointivirheiden korjaamiseen; jos ongelma liittyy kameran, robotin, laserpään tai turvajärjestelmien laitevikoihin, laitteiden purkaminen tai säätäminen itse ei ole suositeltavaa.

I. Miksi robottilaserhitsausten näköjärjestelmät epäonnistuvat?

Robottilaserhitsauskoneen näköjärjestelmä koostuu tyypillisesti teollisuuskamerasta, linssistä, valonlähteestä, näköohjausohjelmistosta, viestintämoduulista ja robotin koordinaatistosta.

Yleisiä syitä epänormaalille visuaaliselle paikannukselle ovat:

Pölyä tai öljylikkeitä kameralinssin pinnalla;

Työkappaleen sijainnin muutokset;

Valaistuksen olosuhteissa tapahtuvat merkittävät muutokset;

Kameran kiinnityspaikan pieni siirtyminen;

Näköparametrien tahaton muuttaminen;

Epänormaalit kalibrointitiedot;

Näköjärjestelmän ja robotin välisen koordinaattisuhteen poikkeama;

Viestintävirheet;

Kameran tai näköjärjestelmän ohjain on vioittunut.

Siksi, jos havaitset näköjärjestelmän vian, älä heti muokkaa robottiohjelmaa; tarkista ensin, liittyykö ongelma kuvaan, tunnistusprosessiin vai koordinaatteihin.

II. Vaihe yksi: Vahvista, onko näköjärjestelmä todella rikki

Kun hitsausasennon poikkeama ilmenee kentällä, ensimmäinen askel on tarkistaa näköjärjestelmän nykyinen tila.

Voit suorittaa vianetsinnän seuraavassa järjestyksessä:

① Tarkista, tuottaaako kamera normaalia kuvaa

Avaa näköohjelmisto tai valvontanäyttö ja varmista, että työkappale on selvästi näkyvissä.

Jos näyttö on täysin musta, vääristynyt (näyttää "lunta" tai artefakteja) tai ei saa yhteyttä, tarkista ensisijaisesti kameran virransyöttö, tiedonsiirto ja liitos tila sen sijaan, että yrittäisit koordinaattikalibrointia.

② Tarkista linssi ja suojalasi

Laserhitsausten ympäristöissä syntyy usein savua, sinkoutumia ja metallipölyä. Jos linssi tai suojalasi saastuu, työkappaleen ääriviivat voivat hämärtyä, mikä vaikeuttaa tunnistamista. Puhdista laitteisto valmistajan ohjeiden mukaisesti.

③ Tarkista työkappaleen sijoittuminen

Varmista, että työkappale on asetettu alkuperäisen sijoitusmenetelmän mukaisesti. Jos kiinnityksen sijainti on muuttunut, näköjärjestelmän havaitsema sijainti voi poiketa alkuperäisestä tuotantotilanteesta.

④ Tarkista näkötunnistuksen tulokset

Jos kamera näkee työkappaleen selvästi, mutta havaittu sijainti poikkeaa merkittävästi normaalista, on tarkistettava lisää näköjärjestelmän parametreja ja koordinaattisuhteita.

III. Vaihe 2: Tarkista uudelleen tunnistusteho linssin puhdistamisen jälkeen

Monet näkösijoitusten poikkeamat johtuvat ei kalibrointitietojen ongelmista, vaan kameran näkökenttään kertyneestä saastumisesta.

Ennen puhdistusta pysäytä kyseinen laite turvallisuusprotokollien mukaisesti; älä suorita huoltoa, kun robotti tai lasersysteemi on automaattisessa käytössä.

Tarkistettavat keskeiset alueet:

Teollisuuskameran linssi;

Suojalasi;

Savun tai pölyn esiintyminen linssin ympärillä;

Kameran kiinnitysrinta (tarkista löysyys);

Näkökentän sisällä olevat esteet.

Puhdistuksen jälkeen käynnistä näköntunnistusohjelma uudelleen ja tarkkaile, tunnistaaako järjestelmä oikein saman standardityökappaleen.

Jos tunnistus palautuu normaaliksi puhdistuksen jälkeen, näkökalibrointiparametreja ei yleensä tarvitse muuttaa.

IV. Vaihe 3: Tarkista mahdolliset muutokset kameran sijainnissa

Jos näköjärjestelmän kuvasyöte on normaali, mutta havaittu sijainti osoittaa jatkuvaa poikkeamaa, kameran kiinnitysasento on tarkistettava.

Esimerkiksi:

Alun perin kamera tunnisti hitsausnauman keskikohdan pisteessä A, mutta laitteiston ollessa käytössä tietyksi ajanjaksoksi kaikkien työkappaleiden tunnistustulokset siirtyivät samansuuntaisesti.

Tässä tilanteessa keskitä tarkastukseen seuraavia kohteita:

Kameratelineen löysyys;

Kameran kiinnitysruuvit;

Linssin kiertäminen;

Laserhitsauspään tai robotin päätepisteen sijaintimuutokset;

Työkappaleen kiinnikkeen siirtyminen.

Jos kameran fyysinen sijainti on todellakin muuttunut, alkuperäiset kalibrointitiedot eivät ehkä enää ole voimassa.

Älä yksinkertaisesti säädä robotin ohjelman koordinaatteja korvatakseen siirtymää; tämä voi johtaa suurempiin poikkeamiin tulevassa uudelleenkalibroinnissa.

V. Vaihe 4: Suorita väliaikainen kalibrointi standardityöpalan avulla

Jos näköjärjestelmän vahvistetaan ottavan kuvia ja tunnistavan esineitä oikein, mutta se näyttää pieniä koordinaattipoikkeamia, voidaan peruskalibrointi suorittaa käyttämällä standardityöpalaa tai kalibrointitavoitetta. Perusmenetelmä on seuraava:

Kiinnitä viite-esine → Visuaalinen tunnistus → Hanki visuaaliset koordinaatit → Vertaa todellisiin robottikoordinaatteihin → Määritä poikkeama → Kalibroi uudelleen laitteen kalibrointimenettelyn mukaisesti.

Esimerkiksi, jos robotti liikkuu aina samaan paikkaan, jossa on vakio-poikkeama, kun näköjärjestelmä tunnistaa viitepaikan, voidaan X- ja Y-suuntaiset poikkeamat kirjata.

Jos poikkeama on hyvin pieni ja vakaa, korjaus tulisi suorittaa mahdollisimman tarkasti laitteen valmistajan antaman näköjärjestelmän kalibrointimenettelyn mukaisesti.

On ratkaisevan tärkeää, ettei näköjärjestelmän parametreja tai robotin koordinaatteja muuteta mielivaltaisesti pelkän kokemuksen perusteella. Eri näköjärjestelmien, robotin ohjainlaitteiden ja ohjelmistojen arkkitehtuurien väliset erot tarkoittavat, että tarkat toimintamenettelyt vaihtelevat.

VI. Vaihe 5: Tarkista visuaalisten koordinaattien ja robotin koordinaattien yhtenevyys

Visuaalinen sijoittaminen robottilaserhitsaustärjestelmissä perustuu olennaisesti eri koordinaatistojen välisiin muunnoksiin.

Yleisiä koordinaattisuhteita ovat:

Kamerakoordinaatit → Työkappalekoordinaatit → Robotinkoordinaatit → Laserhitsaustapahtuman suorituspiste

Jos jossakin näistä koordinaattisuhteista ilmenee poikkeama, robotti saattaa ”nähdä työkappaleen, mutta hitsata väärään paikkaan.”

Esimerkiksi:

Näköjärjestelmä havaitsee hitsausnauman sijainnin muutoksen, mutta robotin todellinen sijainti liikuttuaan pysyy edelleen kiinteässä suunnassa poikkeavana; tässä tapauksessa on tarkistettava visuaalisten koordinaattimuunnosten ja robotin koordinaattikalibroinnin oikeellisuus.

Jos laitteella on vankka automaattinen kalibrointitoiminto, kalibrointiprosessi voidaan suorittaa laitteen käyttöliittymän kautta; jos tällaista toimintoa ei ole saatavilla, tehtävän suorittavat teknikot, joilla on kokemusta sekä robotteihin että näköjärjestelmiin liittyvästä työstä.

VII. Vaihe 6: Tarkista, onko näköparametreja muutettu tahattomasti

Tuotantotilassa esiintyy joskus tilanne, jossa:

Itse laite ei ole viallinen, mutta näköohjelman parametreja on muutettu.

Esimerkiksi:

Valaistusparametrit muutettu;

Voimakkuusasetukset muutettu;

Kynnysarvoparametrit muutettu;

Kiinnostuksen alue (ROI) muutettu;

Reunan tunnistuksen parametrit muutettu;

Malliparametrit muutettu;

Valittu tuotteen ohjelma on virheellinen.

Jos laitteisto toimi aiemmin normaalisti, mutta tunnistusongelmia ilmenee äkkinäisesti työvuoron vaihtumisen tai tuotteen vaihtumisen jälkeen, suositellaan tarkistettavan, onko näköohjelmaa muokattu hiljattain.

Yritysten suositellaan varmuuskopioiden vahvistetut näköohjelmat ja luovan asianmukaiset pääsyvalvontatoimet, jotta minimoidaan vaara, että paikan päällä olevat henkilöt muuttavat vahingossa keskeisiä parametrejä.

VIII. Miksi robottihitsausohjelmaa ei pitäisi muokata suoraan väliaikaiseen kalibrointiin? Tämä on yleinen ansa, johon törmätään käsiteltäessä visuaalisia poikkeamia paikan päällä.

Esimerkiksi jos robotin hitsauspaikka oli alun perin oikealla paikalla, mutta on nyt siirtynyt kokonaisuudessaan 2 mm, joku saattaa yksinkertaisesti siirtää kaikkia hitsauspisteitä robotin ohjelmassa 2 mm.

Vaikka tämä saattaisikin palauttaa tuotannon lyhyellä aikavälillä, lähestymistavalla on riskejä.

Perimmäinen syy voi johtua seuraavista tekijöistä:

Kameran sijainnin muutoksesta;

Kalibrointitietojen muutoksesta;

Työkappaleen kiinnikkeen muutoksesta;

Anomaliat koordinaattimuunnoksessa;

Muutokset robotin päätepisteen sijainnissa.

Jos juurisyytä ei korjata, pelkän robotiohjelman muuttaminen voi johtaa lisäepäsovintaan näköjärjestelmän ja robotin koordinaattien välillä.

Siksi järkevämpi lähestymistapa on:

Ensimmäiseksi tunnistaa poikkeaman lähde ja sen jälkeen päätellä, onko näköjärjestelmää uudelleenkalibroitava, kiinnitin säädettävä vai robotiohjelmaa korjattava.

IX. Mitä toimenpiteitä tulisi tehdä tuotannon väliaikaisen palauttamisen jälkeen?

Jos tuotanto palautetaan väliaikaisesti peruskalibroinnin avulla, suora siirtyminen sarjatuotantoon ei ole suositeltavaa.

Ensimmäiseksi tulisi suorittaa pieni erätestaus.

Prosessin tulisi noudattaa tätä järjestystä:

Yksittäisen osan testaus → Jatkuvatestaus → Satunnaisotannat → Kokonaisvaltainen tuotanto

Tärkeimmät tarkistukset ovat:

Hitsausasennon tarkkuus;

Sauman seurannan vakaus;

Hitsauksen ulkonäkö;

Hitsausvirheen esiintyminen;

Työkappaleen asennuksen yhtenäisyys;

Näköntunnistuksen poikkeama jatkuvan käytön jälkeen.

Siirry vain täysmittaiseen tuotantoon, jos tunnistusasento pysyy vakavana jatkuvassa testauksessa.

X. Milloin paikan päällä tehtävää väliaikaista kalibrointia ei suositella?

Kaikkia näköjärjestelmän vikoja ei voida korjata paikan päällä.

Keskeytä automaattinen hitsaus ja ota yhteys laitteiston valmistajaan tai ammattimaisiin teknikoihin, jos seuraavat tilanteet esiintyvät:

Kamerayhteyden katkeaminen;

Näköohjain ilmoittaa laiteviasta;

Kalibrointitietojen täydellinen menetys;

Merkittävä törmäys/kolliisi kameran tai linssin osalta;

Robottitörmäys;

Laserpään sijannin muutos;

Robottin nollasijannin tai mekaanisten parametrien epänormaalisuudet;

Näkötunnistustulosten jatkuva ja merkittävä poikkeama;

Turvavaroitukset aktivoituneet;

Parametrimuutosten vaikutusten epävarmuus.

Satunnaisia muutoksia, joita tehdään ainoastaan tuotannon nopean palauttamisen varmistamiseksi, ei suositella erityisesti silloin, kun muutokset koskevat robottiyksikköä, lasersäteentuottajaa, turvapiirejä tai kriittisiä kalibrointitietoja.

XI. Miten robottilaserhitsausten näköjärjestelmien vikoja voidaan vähentää?

Säännöllinen huolto on tärkeämpää kuin vikojen korjaaminen niiden ilmettyä.

Puhdista näköjärjestelmä säännöllisesti

Laadi tarkastus- ja puhdistussuunnitelmat linssien ja suojalasin kaltaisille komponenteille tuotantoympäristön perusteella.

Kiinnitä kameran kiinnitysrakenne luotettavasti

Tarkista säännöllisesti kameran kiinnikkeet ja kiinnitysruuvit vähentääksesi mekaanisen värähtelyn aiheuttamia paikansijoitusten siirtymiä.

Varmuuskopioi kalibrointitiedot

Varmuuskopioi hyväksytyt näköohjelmat, kalibrointiparametrit ja robottiohjelmat.

Hallinnoi käyttöoikeuksia

Rajoita valtuuttamattomien henkilöiden mielivaltaisia muutoksia näköparametreihin tai robottiohjelmiin.

Suorita säännöllisiä tarkkuustarkistuksia

Käytä standardityökappaleita säännöllisesti varmistaaksesi visuaalisesti tunnistettujen paikkojen ja robotin todellisten toimintapaikkojen välisen suuntautumisen.

Ylläpidä laitteiston huoltotietoja

Dokumentoi näköjärjestelmän poikkeamat, parametrimuutokset, kalibrointitiedot ja huoltotoimet tulevaa vianetsintää varten.

XII. Robottilaserhitsausta varten valittavat järjestelmät: Näköjärjestelmän vakaus on ratkaisevan tärkeää

Robottilaserhitsaushankkeissa, joissa vaaditaan visuaalista sijoitusta, sauman tunnistusta ja monimutkaista polkua seuraavaa hitsausta, näköjärjestelmä ei ole pelkkä lisävarusteinen teollisuuskamera; sen on oltava tiukasti integroitu robotin, laserpään, ohjausjärjestelmän, työkalujen/kiinnitysten ja hitsausprosessin kanssa.

Siksi robottilaserhitsauslaitteiston valinnassa on otettava huomioon paitsi robotin merkki ja laserin teho, myös seuraavat tekijät:

Visuaalinen sijoitustapa;

Visuaalisen tunnistuksen tarkkuus;

Kalibrointimenetelmä;

Koordinaattimuunnosmenetelmä;

Ohjelmiston käyttömenetelmä;

Poikkeamien hälytysfunktiot;

Tietojen varmuuskopiointimenetelmä;

Jälkimyyntitekninen tukea tarjoavat kyvyt.

Erityisesti ei-standardien automaatioprojektien osalta on välttämätöntä varmistaa toimivuus todellisten työkappaleiden avulla ennen laitteiston toimitusta.