Lázertechnológia

Hogyan végezhető el ideiglenes kalibráció, ha egy robotos lézerhegesztési látási rendszer hibás működést mutat?

A robotos lézerhegesztési gyártásban a látási rendszer olyan feladatokat lát el, mint a munkadarabok felismerése, a hegesztési varrat helyének meghatározása és a pozíciós eltérések észlelése. Ha a rendszer helymeghatározási hibát tapasztal, felismerési eltolódást, rendellenes kameraképet vagy a látási koordináták és a robot koordinátái közötti nem egyezést, akkor a robot esetleg nem tudja pontosan meghatározni a hegesztési pozíciót. Súlyos esetekben ez célzotttól eltérő hegesztéshez, ütközésekhez vagy egy teljes terméksorozat hibás hegesztéséhez vezethet.

Ha szakértő utángyártási támogatás nem biztosítható azonnal helyszínen, akkor alapvető hibaelhárítást és ideiglenes kalibrációt végezhet. Figyelem: az ideiglenes kalibráció csak kisebb pozíciós eltérések kezelésére alkalmas; ha a probléma a kamera, a robot, a lézerfej vagy a biztonsági rendszerek hardveres hibájából fakad, az eszközök saját kezű szétszerelése vagy beállítása nem ajánlott.

I. Miért működik hibásan a robotos lézerhegesztési látási rendszer?

Egy robotos lézerhegesztő gép látási rendszere általában ipari kamerából, objektívből, fényforrásból, látási vezérlőszoftverből, kommunikációs modulból és a robot koordináta-rendszeréből áll.

Gyakori okok a rendellenes vizuális lokalizációhoz:

Por vagy olajfoltok a kamera objektív felületén;

A munkadarab helyzetének megváltozása;

Jelentős megvilágítási feltételek változása;

A kamera rögzítési helyzetének enyhe eltolódása;

A látási paraméterek véletlen módosítása;

Rendellenes kalibrációs adatok;

A látási rendszer és a robot közötti koordináta-kapcsolat eltérése;

Kommunikációs hibák;

A kamera vagy a látási vezérlő hibás működése.

Ezért, ha látási rendszer-hiba lép fel, ne módosítsa azonnal a robotprogramot; először határozza meg, hogy a probléma a képen, a felismerési folyamatban vagy a koordinátákban jelentkezik.

II. Első lépés: A látási rendszer tényleges meghibásodásának megerősítése

Amikor hegesztési pozícióeltolódás fordul elő a gyakorlatban, az első lépés a látási rendszer jelenlegi állapotának ellenőrzése.

A hibaelhárítást a következő sorrendben végezheti el:

① Ellenőrizze, hogy a kamera normál képet állít-e elő

Nyissa meg a látási szoftvert vagy a figyelőképernyőt, és győződjön meg arról, hogy a munkadarab jól látható.

Ha a képernyő teljesen fekete, torz („hó” vagy artefaktumok jelennek meg rajta), vagy nem tud csatlakozni, akkor elsődlegesen a kamera tápellátását, kommunikációját és csatlakozását ellenőrizze, ne pedig koordináta-kalibrációt próbáljon elvégezni.

② Ellenőrizze az objektívet és a védőüveget

A lézerhegesztési környezetekben gyakran keletkezik füst, szikra és fémpor. Ha a lencse vagy védőüveg szennyeződik, a munkadarab kontúrja elmosódhat, ami akadályozza a felismerést. Tisztítsa meg a berendezést a gyártó utasításai szerint.

③ Ellenőrizze a munkadarab pozícionálását

Győződjön meg arról, hogy a munkadarabot az eredeti pozícionálási módszer szerint helyezték el. Ha a rögzítőberendezés helyzete megváltozott, a látási rendszer által észlelt pozíció eltérhet az eredeti gyártási állapottól.

④ Tekintse át a látási felismerés eredményeit

Ha a kamera egyértelműen látja a munkadarabot, de az észlelt pozíció jelentősen eltér a várttól, további ellenőrzésre van szükség a látási paraméterek és a koordináta-viszonyok tekintetében.

III. 2. lépés: Ismételje meg a felismerési teljesítmény ellenőrzését a lencse tisztítása után

Számos látási pozícionálási anomália nem a kalibrációs adatok hibájából adódik, hanem a kamera látóterében keletkező szennyeződésből.

A tisztítás megkezdése előtt állítsa le a vonatkozó berendezéseket a biztonsági protokollok szerint; ne végezzen karbantartást, amíg a robot vagy a lézerrendszer automatikus üzemmódban működik.

Ellenőrizendő kulcsfontosságú területek:

Ipari kameralencse;

Védőüveg;

Füst vagy por jelenléte a lencse környékén;

Kamera rögzítőkonzol (ellenőrizze az elazulást);

Akadályok a látómezőn belül.

A tisztítás után indítsa újra a látási felismerési programot, és figyelje meg, hogy a rendszer képes-e helyesen felismerni ugyanazt a szabványos munkadarabot.

Ha a felismerés a tisztítás után visszatér a normális működésre, általában nincs szükség a látási kalibrációs paraméterek módosítására.

IV. 3. lépés: Ellenőrizze a kamera pozíciójának változását

Ha a látási rendszer képje normális, de a felismert pozíció állandó eltolódást mutat, ellenőrizni kell a kamera rögzítési helyzetét.

Például:

A kamera eredetileg az A pontban azonosította a hegesztési varrat középpontját, de az eszköz egy ideig történő üzemeltetése után minden munkadarab felismerési eredménye ugyanabba az irányba tolódott el.

Ebben az esetben a következők ellenőrzésére kell fókuszálni:

A kameratartó lazulása;

A kamera rögzítőcsavarjai;

A lencse elfordulása;

A lézerhegesztőfej vagy a robot végtagjának (end-effector) pozíciójának változása;

A munkadarab rögzítőberendezésének elmozdulása.

Ha a kamera fizikai helyzete valóban megváltozott, az eredeti kalibrációs adatok érvénytelenné válhatnak.

Ne igazítsa egyszerűen a robotprogram koordinátáit a „kiegyenlítés” érdekében az eltolódásra; ezzel nagyobb eltérések merülhetnek fel a jövőbeli újra-kalibráció során.

V. Lépés 4: Ideiglenes kalibráció elvégzése szabványos munkadarabbal

Ha a látási rendszer képfelvételét és tárgyfelismerését megerősítették, de kis koordinátaeltérés tapasztalható, akkor alapvető kalibrációhoz szabványos munkadarabot vagy kalibrációs céltárgyat lehet használni. Az alapvető eljárás a következő:

Referenciátárgy rögzítése → Látási felismerés → Látási koordináták lekérése → Összehasonlítás a tényleges robotkoordinátákkal → Az eltérés meghatározása → Újra-kalibráció az eszköz kalibrációs eljárása szerint.

Például, ha a robot a látási rendszer által azonosított referenciapozíció után mindig ugyanazzal az eltolódással mozog, az X- és Y-irányú eltérés rögzíthető.

Ha az eltérés nagyon kicsi és stabil, a korrekciót ideális esetben az eszköz gyártója által megadott látási kalibrációs eljárás szerint kell elvégezni.

Döntő fontosságú, hogy ne módosítsuk tetszőlegesen a látási paramétereket vagy a robot koordinátáit kizárólag tapasztalati alapon. A látási rendszerek, robotvezérlők és szoftverarchitektúrák márkafüggő különbségei miatt a konkrét működési eljárások eltérnek.

VI. 5. lépés: Az optikai koordináták és a robotkoordináták közötti egyezőség ellenőrzése

A robotos lézerhegesztő rendszerekben az optikai pozicionálás lényegében különböző koordináta-rendszerek közötti transzformációkat jelent.

Gyakori koordináta-kapcsolatok:

Kamerakoordináták → Munkadarab-koordináták → Robotkoordináták → Lézerhegesztés végrehajtási helye

Ha bármelyik ezen koordináta-kapcsolatokban eltérés lép fel, a robot „látja ugyan a munkadarabot, de rossz helyen hegeszt.”

Például:

Ha a látási rendszer észleli a hegesztővarrat helyzetének változását, de a robot tényleges pozíciója a mozgás után továbbra is egy meghatározott irányban eltolódik, akkor ellenőrizni kell az optikai koordináta-transzformációt és a robotkoordináta-kalibrációt.

Ha a berendezés rendelkezik erős automatikus kalibrációs funkcióval, akkor a kalibrációs eljárás a berendezés kezelőfelületén keresztül hajtható végre; ha ilyen funkció nem áll rendelkezésre, akkor a feladatot olyan szaktechnikusoknak kell elvégezniük, akik jártasak a robotokban és a látási rendszerekben.

VII. 6. lépés: Ellenőrizze, hogy a látási paramétereket véletlenül megváltoztatták-e

Néha előfordul a gyártóüzemben az alábbi helyzet:

Magát a berendezést nem érinti hiba, de a látási program paramétereit módosították.

Például:

A megvilágítási paraméterek megváltoztak;

A fokozatbeállítások módosultak;

A küszöbérték-paraméterek megváltoztak;

Az érdeklődési tartomány (ROI) módosult;

Az élérzékelési paraméterek megváltoztak;

A sablonparaméterek módosultak;

Hibás termékprogram lett kiválasztva.

Ha a berendezés korábban rendben működött, de a felismerési problémák hirtelen jelentek meg egy műszakváltás vagy termékváltás után, érdemes ellenőrizni, hogy a látási programot nem módosították-e nemrégiben.

Ajánlott, hogy a vállalatok biztonsági másolatot készítsenek az érvényesített látási programokról, és megfelelő hozzáférés-vezérlési mechanizmusokat vezessenek be annak minimalizálására, hogy a helyszíni személyzet véletlenül megváltoztassa a kulcsparamétereket.

VIII. Miért nem szabad közvetlenül módosítani a robot hegesztési programját ideiglenes kalibráció céljából? Ez egy gyakori hiba a látási anomáliák helyszíni kezelésekor.

Például, ha egy robot hegesztési pozíciója eredetileg helyes volt, de most összességében 2 mm-rel eltolódott, valaki egyszerűen eltolhatja az összes hegesztési pontot a robotprogramban 2 mm-rel.

Bár ez rövid távon visszaállíthatja a gyártást, ezen megközelítésnek kockázatai vannak.

Az alapvető probléma forrása lehet:

A kamera pozíciójának megváltozása;

A kalibrációs adatok megváltozása;

A munkadarab rögzítőberendezésének megváltozása;

Anomáliák a koordinátatranszformációban;

A robot vég-eleme pozíciójának változásai.

Ha az alapvető okot nem szüntetik meg, akkor kizárólag a robotprogram módosítása további eltérést eredményezhet a látási rendszer és a robot koordinátái között.

Ezért ésszerűbb eljárás a következő:

Először az eltérés forrását kell azonosítani, majd eldönteni, hogy újra kell-e kalibrálni a látási rendszert, igazítani kell-e a rögzítőberendezést, vagy korrigálni kell-e a robotprogramot.

IX. Milyen lépéseket kell tenni a termelés ideiglenes helyreállítása után?

Ha a termelés ideiglenesen alapkalibrálással állt helyre, azonnali tömeggyártásba való áttérés nem javasolt.

Először kis sorozatú ellenőrzést kell végezni.

A folyamatnak ebben a sorrendben kell zajlania:

Egyedi alkatrész-teszt → Folyamatos teszt → Mintaellenőrzések → Teljes körű gyártás

A kulcsellenőrzések közé tartozik:

A hegesztési pozíció pontossága;

Varratkövetés stabilitása;

A hegesztés megjelenése;

Hegesztési eltolódás jelenléte;

Munkadarab pozicionálásának konzisztenciája;

Látási felismerés csúszása folyamatos üzemelés után.

Csak akkor lépjen át teljes mértékű gyártásra, ha a felismerési pozíció stabil marad a folyamatos tesztelés során.

X. Mikor nem ajánlott az üzemben történő ideiglenes kalibrálás?

Nem minden látási rendszer hibája oldható meg üzemben.

Állítsa le az automatikus hegesztést, és lépjen kapcsolatba a berendezés gyártójával vagy szakmunkásokkal, ha a következők fordulnak elő:

A kamera csatlakozásának megszűnése;

A látáskontroller által jelzett hardverhiba;

A kalibrációs adatok teljes elvesztése;

Jelentős ütközés/baleset a kamerával vagy a lencsével kapcsolatban;

Robotütközés;

A lézerfej pozíciójának megváltozása;

A robot nullapozíciójában vagy mechanikai paramétereiben anomáliák;

A látásfelismerés eredményeiben tartós, jelentős drift;

Biztonsági riasztások aktiválódtak;

A paraméterváltozások hatásával kapcsolatos bizonytalanság.

Az egyedül a gyártás gyors helyreállítása érdekében végzett tetszőleges módosításokat el kell kerülni, különösen akkor, ha a robotegységet, a lézerforrást, a biztonsági áramköröket vagy a kritikus kalibrációs adatokat érintik.

XI. Hogyan csökkenthetők a robotos lézerhegesztési látási rendszerek hibái?

A rutin karbantartás fontosabb, mint a hibák kezelése azok bekövetkezése után.

Rendszeresen tisztítsa meg a látási rendszert

Állítson be ellenőrzési és tisztítási ütemterveket a lencsék és a védőüveg, valamint más alkatrészek számára a termelési környezet alapján.

Rögzítse a kamera rögzítő szerkezetét

Időszakosan ellenőrizze a kameratartókat és a rögzítőcsavarokat a mechanikai rezgés miatti helyzetváltozások minimalizálása érdekében.

Készítsen biztonsági másolatot a kalibrációs adatokról

Készítsen biztonsági másolatot az érvényesített látási programokról, a kalibrációs paraméterekről és a robotprogramokról.

Kezelje a működési hozzáférést

Korlátozza a jogosulatlan személyek hozzáférését a látási paraméterek vagy a robotprogramok tetszőleges módosításához.

Rendszeres pontossági ellenőrzés végzése

Szabványos munkadarabok használata a látással azonosított pozíciók és a robot tényleges végrehajtási pozíciói közötti egyezés időszakos ellenőrzésére.

A berendezések karbantartási naplóinak vezetése

A látási rendszer anomáliáinak, paraméterváltozásainak, kalibrálási részleteinek és karbantartási tevékenységeknek a dokumentálása a jövőbeni hibaelhárítás megkönnyítése érdekében.

XII. Robotos lézerhegesztő rendszerek kiválasztása: a látási rendszer stabilitása döntő fontosságú

A látási pozicionálást, varratfelismerést és összetett pályás hegesztést igénylő robotos lézerhegesztési projekteknél a látási rendszer nem csupán egy ipari kamera kiegészítő egysége; hanem zavarmentesen integrálva kell lennie a robotba, a lézerfejbe, a vezérlőrendszerbe, a szerszámozásba/rögzítőberendezésekbe és a hegesztési folyamatba.

Ezért a robotos lézerhegesztő berendezések kiválasztásakor nemcsak a robot márkáját és a lézer teljesítményét, hanem a következőket is figyelembe kell venni:

Látási pozicionálási módszer;

A vizuális felismerés pontossága;

Kalibrálási módszer;

Koordináta-transzformációs módszer;

Szoftver működtetési módja;

Anomália-riasztási funkciók;

Adatmentési módszer;

Az eladás utáni műszaki támogatás képességei.

Különösen a nem szabványos automatizációs projekteknél elengedhetetlen a berendezés szállítása előtt történő ellenőrzés valós munkadarabokkal.