Lazerinė technologija

Kaip galima atlikti laikiną kalibravimą, jei sugenda robotizuotos lazerinės suvirinimo vaizdo sistema?

Robotizuotojo lazerinio suvirinimo gamyboje vaizdo sistema atlieka užduotis, pvz., detalių atpažinimą, suvirinimo siūlės lokalizavimą ir padėties nuokrypių aptikimą. Jei sistemoje įvyksta lokalizavimo sutrikimas, atpažinimo poslinkis, netinkama vaizdo kamerų vaizduotė arba neatitikimas tarp vaizdo koordinačių ir robotų koordinačių, robotas gali tiksliai nepastatyti suvirinimo vietos. Šiuo atveju galimi netikslūs suvirinimai, susidūrimai arba defektai viso produkto partijos mastu.

Jei profesionalios techninės priežiūros paslaugos negalima organizuoti nedelsiant vietoje, galima atlikti paprastą trikčių šalinimą ir laikiną kalibravimą. Tačiau atkreipkite dėmesį: laikinasis kalibravimas tinka tik mažoms padėties nuokrypoms šalinti; jei problema susijusi su vaizdo kameros, robotų, lazerinės galvutės ar saugos sistemų techniniais gedimais, paties įrangos išmontavimas ar reguliavimas nerekomenduojamas.

I. Kodėl gedžia robotizuotųjų lazerinių suvirinimų vaizdo sistemos?

Robotinės lazerinės suvirinimo mašinos vaizdo sistema paprastai susideda iš pramoninės kameros, lęšio, šviesos šaltinio, vaizdo valdymo programinės įrangos, ryšio modulio ir robotų koordinačių sistemos.

Dažniausios netinkamos vaizdinės lokalizacijos priežastys yra:

Dulkės ar alyvos dėmės ant kameros lęšio paviršiaus;

Detalių padėties pasikeitimas;

Šviesos sąlygų reikšmingas pasikeitimas;

Kameros montavimo padėties nedidelis poslinkis;

Neplanuota vaizdo parametrų modifikacija;

Netinkami kalibravimo duomenys;

Vaizdo sistemos ir robotų tarpusavio koordinačių santykio nuokrypis;

Ryšio klaidos;

Kameros arba vaizdo valdiklio gedimas.

Todėl, aptikus vaizdo sistemos gedimą, nedelsiant nekeiskite robotų programos; pirmiausia nustatykite, ar problema kyla dėl vaizdo, atpažinimo proceso ar koordinačių.

II. Pirmasis žingsnis: patikrinkite, ar vaizdo sistema tikrai sugenda

Kai vietoje įvyksta suvirinimo pozicijos nuokrypis, pirmiausia reikia patikrinti dabartinę vaizdo sistemos būklę.

Galite trikčių šalinimą atlikti tokiu tvarka:

① Patikrinkite, ar kameros vaizdas yra normalus

Atidarykite vaizdo programinę įrangą arba stebėjimo ekraną ir įsitikinkite, kad detali aiškiai matoma.

Jei ekranas visiškai juodas, iškraipytas (rodo „sniegą“ ar artefaktus) arba nepavyksta prisijungti, pirmiausia patikrinkite kameros maitinimo šaltinį, ryšį ir prijungimą, o ne bandykite atlikti koordinačių kalibravimą.

② Patikrinkite objektyvą ir apsauginį stiklą

Lazerinio suvirinimo aplinkoje dažnai susidaro dūmų, iššokančių lašų ir metalo dulkių. Jei objektyvas ar apsauginis stiklas užteršiami, detalių kontūrai gali tapti neaiškūs, todėl atpazinti juos bus sunkiau. Valykite įrangą pagal gamintojo nurodymus.

③ Patikrinkite detalių padėtį

Įsitikinkite, kad detalės yra dedamos pagal pradinį pozicionavimo būdą. Jei tvirtinimo įtaiso padėtis pasikeitė, vaizdo sistema gali aptikti kitokią padėtį nei pradinė gamybos būsenoje.

④ Peržiūrėkite vaizdo atpažinimo rezultatus

Jei kamera aiškiai mato detalę, bet aptikta padėtis labai nepaprasta, reikia papildomai patikrinti vaizdo parametrus ir koordinačių ryšius.

III. 2 žingsnis: Po objektyvo valymo pakartotinai patikrinkite atpažinimo našumą

Daugelis vaizdo pozicionavimo netikrumų kyla ne dėl kalibravimo duomenų problemų, o dėl užteršimo kamerų regėjimo lauke.

Prieš valymą sustabdykite atitinkamą įrangą laikydamiesi saugos protokolų; nevykdykite techninės priežiūros, kai robotas arba lazerinė sistema veikia automatiškai.

Pagrindinės tikrinamos vietos:

Pramoninės kameros lęšis;

Apsaugos stiklas;

Dūmų arba dulkių buvimas aplink lęšį;

Kameros montavimo laikiklis (patikrinkite, ar nėra atlaisvinimo);

Regėjimo lauke esantys kliūtiniai objektai.

Po valymo paleiskite iš naujo vaizdo atpažinimo programą ir stebėkite, ar sistema gali teisingai atpažinti tą patį standartinį darbo elementą.

Jei po valymo atpažinimas grįžta į normalią būseną, paprastai nereikia keisti vaizdo kalibravimo parametrų.

IV. Žingsnis 3: Patikrinkite, ar nepasikeitė kameros padėtis

Jei vaizdo sistemos vaizdo įrašas yra normalus, bet aptikta pozicija rodo nuolatinį poslinkį, būtina patikrinti kameros montavimo padėtį.

Pavyzdžiui:

Pradžioje kamera nustatė suvirinimo siūlės centrą taške A, tačiau po to, kai įranga veikė tam tikrą laiką, visų detalių atpažinimo rezultatai pasislinko tuo pačiu kryptimi.

Šiuo atveju reikia susikoncentruoti į šių elementų tikrinimą:

Kameros laikiklio tvirtumo;

Kameros montavimo varžtų;

Objektyvo pasukimą;

Lazerinio suvirinimo galvos arba robotų galinio įrenginio padėties pokyčius;

Detalių tvirtinimo įtaiso poslinkį.

Jei kameros fizinė padėtis iš tikrųjų pasikeitė, pradiniai kalibravimo duomenys gali nebepasirodyti galiojantys.

Nebandykite tiesiog pakeisti robotų programos koordinačių, kad „kompensuotumėte“ poslinkį – tai gali sukelti dar didesnius nuokrypius ateityje atliekant pakartotinį kalibravimą.

IV. Žingsnis 4: Laikinoji kalibracija naudojant standartinį darbo gabalą

Jei patvirtinta, kad vaizdo sistema tiksliai fiksuoja vaizdus ir atpažįsta objektus, tačiau pastebima nedidelė koordinačių nuokrypis, galima naudoti standartinį darbo gabalą arba kalibravimo taikinį paprastajam kalibravimui. Pagrindinis metodas yra toks:

Fiksuoti etaloninį objektą → vaizdo atpažinimas → gauti vaizdo koordinates → palyginti su tikrosiomis robotų koordinatėmis → nustatyti nuokrypį → pakartotinai kalibruoti laikantis įrangos gamintojo nustatytos kalibravimo procedūros.

Pavyzdžiui, jei po to, kai vaizdo sistema nustato etaloninę vietą, robotas visada juda į poziciją su nuolatine nuokrypio verte, X ir Y krypties nuokrypis gali būti užfiksuotas.

Jei nuokrypis yra labai mažas ir stabilus, taisymas turėtų būti atliekamas tiksliai laikantis įrangos gamintojo pateiktos vaizdo sistemos kalibravimo procedūros.

Ypač svarbu nekeisti regėjimo parametrų ar robotų koordinačių savavališkai, remiantis tik patirtimi. Skirtingų regėjimo sistemų, robotų valdymo įrenginių ir programinės įrangos architektūrų prekės ženklai reiškia, kad konkrečios veiksmų vykdymo procedūros skiriasi.

VI. 5 žingsnis: Patikrinkite vizualiųjų ir robotų koordinačių suderinamumą

Vizualus pozicionavimas robotizuotose lazerinėse suvirinimo sistemose esminiu būdu apima transformacijas tarp skirtingų koordinačių sistemų.

Dažnai pasitaikančios koordinačių sąsajos yra:

Kamerų koordinatės → Detalės koordinatės → Robotų koordinatės → Lazerinio suvirinimo vykdymo vieta

Jei bet kurioje iš šių koordinačių sąsajų atsiranda nuokrypis, robotas gali „matyti detalę, bet suvirinti neteisingoje vietoje“.

Pavyzdžiui:

Regėjimo sistema aptinka suvirinimo siūlės padėties pokytį, tačiau po judėjimo robotų faktinė padėtis vis dar nuolat nukrypsta tam tikra kryptimi; šiuo atveju reikia patikrinti vizualiųjų koordinačių transformaciją ir robotų koordinačių kalibravimą.

Jei įranga turi patikimą automatinės kalibravimo funkciją, kalibravimo procedūrą galima atlikti per įrangos valdymo sąsają; jei tokia funkcija neprieinama, užduotį turėtų vykdyti technikai, patyrę dirbdami su robotais ir vaizdo sistemomis.

VII. Žingsnis 6: Patikrinkite, ar vaizdo parametrai neatsitiktinai buvo pakeisti

Gamyklos gamybos aikštelėje kartais kyla tokia situacija:

Pati įranga nėra defektinė, tačiau vaizdo programos parametrai buvo pakeisti.

Pavyzdžiui:

Pakeisti eksponavimo parametrai;

Pakeistos stiprinimo nuostatos;

Pakeisti slenkstio parametrai;

Pakeista dominančiosios srities (ROI) riba;

Pakeisti kraštų aptikimo parametrai;

Pakeisti šablono parametrai;

Pasirinkta neteisinga gamybos programa.

Jei įranga anksčiau veikė normaliai, bet po pamainos arba gaminio keitimo staiga atsirado atpažinimo problemų, rekomenduojama patikrinti, ar neseniai nebuvo pakeista vaizdo programa.

Rekomenduojama, kad įmonės saugotų patvirtintas vaizdo programas ir įdiegtų tinkamas prieigos kontrolės priemones, kad būtų sumažintas rizika, jog vietos personalas atsitiktinai pakeistų pagrindinius parametrus.

VIII. Kodėl robotų suvirinimo programos neturėtų būti tiesiogiai keičiamos laikinai sureguliuojant? Tai yra dažna klaida, kai vietose sprendžiamos vaizdo anomalijos.

Pavyzdžiui, jei robotų suvirinimo pozicija anksčiau buvo teisinga, bet dabar ji pasislinko 2 mm visumon, kas nors gali tiesiog pastumti visus suvirinimo taškus robotų programoje 2 mm.

Nors tai trumpalaikiui gali atkurti gamybą, šis metodas turi rizikos.

Giliausia problema gali kilti iš:

Kamerų pozicijos pasikeitimo;

Kalibravimo duomenų pasikeitimo;

Detalių tvirtinimo įrenginio pasikeitimo;

Koordinatų transformacijoje pastebėti nukrypimai;

Robotų galinio įrenginio padėties pasikeitimai.

Jei šakninė priežastis nebus pašalinta, keičiant tik robotų programą gali dar labiau išsisklaidyti vaizdo sistemos ir robotų koordinatės.

Todėl racionaliausias požiūris yra:

Pirmiausia nustatyti nuokrypio šaltinį, tada nuspręsti, ar reikia perkalibruoti vaizdo sistemą, sureguliuoti tvirtinimo įtaisą arba pataisyti robotų programą.

IX. Kokius veiksmus reikėtų atlikti po laikino gamybos atkūrimo?

Jei gamyba laikinai atkurta naudojant paprastą kalibravimą, nedelsiant pradėti masinę gamybą nerekomenduojama.

Pirmiausia reikėtų atlikti mažų serijų patikrinimą.

Procesas turėtų vykti tokia tvarka:

Vieno detalės bandymas → Nuolatinis bandymas → Atsitiktiniai patikrinimai → Visapusiška gamyba

Pagrindiniai patikrinimai apima:

Viršūnės suvirinimo padėties tikslumas;

Siūlės sekimo stabilumas;

Suvirintos siūlės išvaizda;

Suvirintos siūlės nesutapimo buvimas;

Detalių vietai užtikrinti naudojamų tvirtinimų nuoseklumas;

Nuolatinės veiklos metu matomumo atpažinimo poslinkis.

Pereikite prie viso masto gamybos tik tuo atveju, jei nuolatinio bandymo metu atpažinimo padėtis lieka stabili.

X. Kada vietos laikinoji kalibracija nerekomenduojama?

Ne visos matomumo sistemos gedimų problemos tinka sprendžiamos vietoje.

Jei įvyksta šie atvejai, sustabdykite automatinį suvirinimą ir susisiekite su įrangos gamintoju arba kvalifikuotais technikais:

Kameros ryšio sutrikimas;

Vaizdo valdiklio pranešta apie techninę gedimą;

Visiškas kalibravimo duomenų praradimas;

Reikšmingas smūgis/susidūrimas, į kurį įtraukta kameros ar lęšio dalis;

Robotų susidūrimas;

Lazerio galvos padėties pasikeitimas;

Robotų nulinės pozicijos ar mechaninių parametrų netolygumai;

Tvari ir reikšminga nuokrypių vaizdo atpažinimo rezultatuose;

Aktyvuoti saugos signalai;

Neaiškūs parametrų pakeitimų poveikio aspektai.

Netinkama keisti sistemos tik tam, kad greičiau atkurti gamybą, ypač kai keičiamas robotų blokas, lazerio šaltinis, saugos grandinės arba kritinės kalibravimo duomenys.

XI. Kaip sumažinti nesėkmes robotų lazerinio suvirinimo vaizdo sistemose?

Planinė priežiūra svarbesnė nei nesėkmių šalinimas po jų įvykimo.

Reguliariai valyti vaizdo sistemą

Remiantis gamybos aplinka, nustatyti patikrinimų ir valymo grafikus komponentams, tokiems kaip lęšiai ir apsauginis stiklas.

Užtikrinti kameros montavimo konstrukcijos tvirtumą

Periodiškai tikrinti kameros laikiklius ir tvirtinimo varžtus, kad būtų sumažinti padėties poslinkiai dėl mechaninės vibracijos.

Atsarginės kopijos kalibravimo duomenų

Atsarginės kopijos patvirtintų vaizdo programų, kalibravimo parametrų ir robotų programų.

Valdyti operacinį prieigą

Uždrausti neįgaliotam personalui savivališkai keisti vaizdo parametrų arba robotų programų.

Atlikti reguliarius tikslumo patikrinimus

Naudoti standartinius darbo gabalus, kad periodiškai patikrintumėte atitiktį tarp vizualiai nustatytų pozicijų ir robotų faktiškai vykdomų pozicijų.

Vesti įrangos techninės priežiūros įrašus

Dokumentuoti vaizdo sistemos nukrypimus, parametrų pakeitimus, kalibravimo duomenis ir techninės priežiūros veiksmus, kad būtų lengviau išspręsti problemas ateityje.

XII. Robotizuotų lazerinių suvirinimo sistemų pasirinkimas: vaizdo sistemos stabilumas yra lemiamas

Robotizuotuose lazeriniuose suvirinimo projektuose, kuriuose reikalinga vizualinė pozicionavimo funkcija, siūlės atpažinimas ir sudėtingų kelių suvirinimas, vaizdo sistema nėra paprastas pridedamas pramoninis vaizdo įrenginys; ji turi būti be trukdžių integruota su robotu, lazerine galvute, valdymo sistema, įrankiais / tvirtinimais ir suvirinimo procesu.

Todėl renkantis robotizuotą lazerinį suvirinimo įrangą reikėtų vertinti ne tik robotų prekės ženklą ir lazerio galią, bet ir šiuos veiksnius:

Vizualinio pozicionavimo metodas;

Vaizdo atpažinimo tikslumas;

Kalibravimo metodas;

Koordinačių transformacijos metodas;

Programinės įrangos valdymo metodas;

Netipinių įvykių signalizavimo funkcijos;

Duomenų rezervinės kopijos kūrimo metodas;

Garantinės techninės priežiūros galimybės.

Ypač ne standartinėse automatizavimo projektuose prieš įrangos pristatymą būtina patikrinti ją naudojant tikrus darbo gabalus.