LaserTeknologi

Hvordan kan du utføre en midlertidig kalibrering hvis et robotbasert lasersveisesynssystem feiler?

I produksjonen av robotbasert lasersveising håndterer synssystemet oppgaver som gjenkjennelse av arbeidsstykker, lokalisering av sveiseskjøter og oppdagelse av posisjonsavvik. Hvis systemet opplever feil ved lokalisering, gjenkjenningsavvik, unormale kamerabilder eller en uoverensstemmelse mellom koordinatene fra synssystemet og robotens koordinater, kan roboten ikke lokalisere sveiseposisjonen nøyaktig. I alvorlige tilfeller kan dette føre til sveising utenfor målområdet, kollisjoner eller feil i et helt parti produkter.

Hvis faglig etter salgs-støtte ikke umiddelbart kan arrangeres på stedet, kan du utføre grunnleggende feilsøking og midlertidig kalibrering. Merk imidlertid: Midlertidig kalibrering er bare egnet for å håndtere små posisjonsavvik; hvis problemet involverer maskinvarefeil i kameraet, roboten, lasersveisehodet eller sikkerhetssystemene, anbefales det ikke å demontere eller justere utstyret selv.

I. Hvorfor fungerer ikke synssystemene for robotbasert lasersveising?

Synssystemet til en robotbasert lasersveiseautomat består vanligvis av en industriell kamera, et objektiv, en lyskilde, programvare for synskontroll, en kommunikasjonsmodul og robots koordinatsystem.

Vanlige årsaker til unormal visuell lokalisering inkluderer:

Støv eller oljeflekker på kameralinsens overflate;

Endringer i arbeidsstykkets posisjon;

Bettydelige endringer i belysningsforholdene;

Lett forskyvning av kamerats monteringsposisjon;

Uten hensikt endrede visningsparametre;

Unormale kalibreringsdata;

Avvik i koordinatrelasjonen mellom synssystemet og roboten;

Kommunikasjonsfeil;

Kamera- eller synkontrollen fungerer ikke korrekt.

Derfor: Hvis du oppdager en feil i synssystemet, endre ikke umiddelbart robotprogrammet; finn først ut om problemet ligger i bildet, i gjenkjenningsprosessen eller i koordinatene.

II. Trinn én: Bekreft om synssystemet faktisk er ødelagt

Når det oppstår en forskyvning i sveiposisjonen på stedet, er det første steget å sjekke gjeldende status for synssystemet.

Du kan feilsøke i følgende rekkefølge:

① Sjekk om kameraet produserer et normalt bilde

Åpne synsprogramvaren eller overvåkningsdisplayet for å bekrefte at arbeidsstykket er tydelig synlig.

Hvis skjermen er helt svart, forvrengt (viser «snø» eller artefakter) eller ikke kobler til, bør du først sjekke kameraets strømforsyning, kommunikasjon og tilkoblingsstatus i stedet for å prøve koordinatkalibrering.

② Sjekk objektivet og beskyttelsesglasset

Laserløsninger er utsatt for røyk, sprut og metallstøv. Hvis linsen eller beskyttelsesglasset blir forurenset, kan konturene til arbeidsstykket bli uklare, noe som hindrer gjenkjenning. Rengjør utstyret i henhold til produsentens instruksjoner.

③ Sjekk plasseringen av arbeidsstykket

Bekreft at arbeidsstykket er plassert i henhold til den opprinnelige plasseringsmetoden. Hvis festemidlets posisjon har endret seg, kan posisjonen som detektoren i synssystemet registrerer avvike fra den opprinnelige produksjonstilstanden.

④ Gjennomgå resultatene fra synsgjenkjenning

Hvis kameraet ser arbeidsstykket tydelig, men den detekterte posisjonen er betydelig unormal, kreves ytterligere inspeksjon av synsparametrene og koordinatrelasjonene.

III. Trinn 2: Bekreft på nytt gjenkjenningsevnen etter rengjøring av linsen

Mange avvik i synsbasert posisjonering skyldes ikke feil i kalibreringsdata, men forurensning i kameraets synsfelt.

Stopp den aktuelle utstyret i henhold til sikkerhetsprosedyrene før rengjøring; unngå vedlikehold mens roboten eller lasersystemet er i automatisk drift.

Nøkkelområder som skal inspiseres:

Industriell kameralinse;

Beskyttelsesglass;

Tilstedeværelse av røyk eller støv rundt linsen;

Kameramontasjebrygge (sjekk om den er løs);

Forhindringer innenfor synsfeltet.

Start programmet for bildebasert gjenkjenning på nytt etter rengjøring, og observer om systemet kan gjenkjenne samme standardarbeidsstykke korrekt.

Hvis gjenkjenning returnerer til normal drift etter rengjøring, er det vanligvis ikke nødvendig å endre kalibreringsparameterne for bildesystemet.

IV. Trinn 3: Sjekk om kameraposisjonen har endret seg

Hvis bildetilbakemeldingen fra synssystemet er normal, men den oppdagede posisjonen viser en konsekvent avvik, må monteringsposisjonen til kameraet sjekkes.

For eksempel:

Kameraet identifiserte opprinnelig sveiseskjøtets sentrum ved punkt A, men etter at utstyret hadde kjørt i en periode, skiftet gjenkjenningsresultatene for alle arbeidsstykker i samme retning.

I dette tilfellet bør følgende sjekkes grundig:

Løsning av kameraholderen;

Skruene som fester kameraet;

Rotasjon av objektivet;

Endringer i posisjonen til lasersveisehodet eller robotens endeffektor;

Forskyvning av arbeidsstykkets feste.

Hvis kameraets fysiske posisjon faktisk har endret seg, kan den opprinnelige kalibreringsdataen ha blitt ugyldig.

Juster ikke bare robotprogrammets koordinater for å «kompensere» for avviket; slik fremgangsmåte kan føre til større avvik ved senere rekalibrering.

Trinn 4: Utfør midlertidig kalibrering ved hjelp av et standardarbeidsstykke

Hvis det er bekreftet at synssystemet fanger opp bilder og gjenkjenner objekter korrekt, men viser en liten koordinatavvik, kan et standardarbeidsstykke eller en kalibreringsmål brukes til grunnleggende kalibrering. Den grunnleggende fremgangsmåten er:

Fest et referanseobjekt → Visuell gjenkjenning → Få visuelle koordinater → Sammenlign med faktiske robotkoordinater → Bestem avviket → Kalibrer på nytt i henhold til utstyrets kalibreringsprosedyre.

For eksempel, hvis roboten beveger seg til en posisjon med en konsekvent forskyvning etter at synssystemet har identifisert referanseposisjonen, kan avviket i X- og Y-retning registreres.

Hvis avviket er veldig lite og stabilt, bør korreksjonen helst utføres i henhold til synskalibreringsprosedyren som er gitt av utstyrsprodusenten.

Det er avgjørende å ikke endre synsparametre eller robotkoordinater vilkårlig utelukkende basert på erfaring. Forskjeller i merke på synssystemer, robotstyringsenheter og programvarearkitekturer betyr at spesifikke driftsprosedyrer varierer.

VI. Trinn 5: Sjekk konsistensen mellom visuelle koordinater og robotkoordinater

Visuell posisjonering i robotbaserte lasersveisesystemer innebär i praksis transformasjoner mellom ulike koordinatsystemer.

Vanlige koordinatrelasjoner inkluderer:

Kamerakoordinater → Arbeidsstykkkoordinater → Robotkoordinater → Lasersveiseutføringsposisjon

Hvis det oppstår en avvik i noen av disse koordinatrelasjonene, kan roboten «se arbeidsstykket, men sveise på feil sted.»

For eksempel:

Synssystemet oppdager en endring i sveiseskjøtets posisjon, men den faktiske posisjonen til roboten etter bevegelse forblir forskyvet i en fast retning; i dette tilfellet må visuell koordinattransformasjon og kalibrering av robotkoordinater sjekkes.

Hvis utstyret har en robust automatisk kalibreringsfunksjon, kan kalibreringsprosedyren utføres via driftsgrensesnittet til utstyret; hvis en slik funksjon ikke er tilgjengelig, skal oppgaven håndteres av teknikere med erfaring innen både roboter og visjonssystemer.

VII. Trinn 6: Sjekk om visjonsparametrene er blitt endret ved en feil

En situasjon oppstår noen ganger på produksjonsgulvet der:

Utstyret i seg selv er ikke defekt, men parametrene i visjonsprogrammet er blitt endret.

For eksempel:

Eksponeringsparametre endret;

Gain-innstillinger endret;

Terskelparametre endret;

Interesseområde (ROI) endret;

Kantdeteksjonsparametre endret;

Malparametre endret;

Feil produktprogram valgt.

Hvis utstyret tidligere fungerte normalt, men gjenkjenningsproblemer plutselig oppstår etter en skiftendring eller produktbytte, anbefales det å sjekke om visjonsprogrammet nylig er endret.

Det anbefales at bedrifter sikrer gyldige visjonsprogrammer og etablerer passende tilgangskontroller for å minimere risikoen for at personell på stedet ved en feiltakelse endrer sentrale parametre.

VIII. Hvorfor bør ikke robotens sveiseprogram endres direkte for midlertidig kalibrering? Dette er en vanlig felle ved håndtering av visuelle avvik på stedet.

For eksempel kan en robots sveiseposisjon ha vært korrekt tidligere, men har nå flyttet seg 2 mm totalt, og noen kan da bare flytte alle sveiepunktene i robotprogrammet med 2 mm.

Selv om dette kan gjenopprette produksjonen på kort sikt, innebär denne fremgangsmåten risiko.

Den underliggende årsaken kan skyldes:

Endringer i kameraposisjon;

Endringer i kalibreringsdata;

Endringer i verktøyfikseringen;

Avvik i koordinattransformasjon;

Endringer i robotens endeffektorposisjon.

Hvis rotårsaken ikke håndteres, kan å bare endre robotprogrammet føre til ytterligere feiljustering mellom koordinatsystemet for synssystemet og koordinatsystemet for roboten.

Derfor er en mer rasjonell fremgangsmåte:

Først identifisere avvikets kilde, deretter bestemme om synssystemet må kalibreres på nytt, om festet må justeres, eller om robotprogrammet må korrigeres.

IX. Hva bør gjøres etter at produksjonen midlertidig er gjenopprettet?

Hvis produksjonen midlertidig gjenopprettes via grunnleggende kalibrering, anbefales det ikke å gå direkte over til masseproduksjon.

Det bør først gjennomføres verifikasjon i små serier.

Prosessen bør følge denne rekkefølgen:

Enkelt-dels-test → Kontinuerlig test → Stikkprøver → Fullskala produksjon

Nøkkelkontroller inkluderer:

Nøyaktighet til sveiseposisjonen;

Stabilitet til sømsporingen;

Utseende til sveisen;

Forekomst av sveiseufølge;

Konsistens i posisjonering av arbeidsstykket;

Drift i bildeanalyse etter kontinuerlig drift.

Gå bare videre til fullskala produksjon hvis gjenkjenningsposisjonen forblir stabil under kontinuerlig testing.

X. Når anbefales ikke midlertidig kalibrering på stedet?

Ikke alle feil i bildeanalyse-systemer egner seg for løsning på stedet.

Stopp automatisk sveising og ta kontakt med utstyrsprodusenten eller fagteknikere hvis følgende oppstår:

Kameratilkoblingsfeil;

Hårdvarafeil rapportert av synskontrollen;

Fullstendig tap av kalibreringsdata;

Alvorlig påvirkning/kollisjon som involverer kameraet eller linset;

Robotkollisjon;

Endring i laserhodets posisjon;

Avvik i robotens nullposisjon eller mekaniske parametere;

Vedvarende, betydelig avvik i synsgjenkjenningsresultater;

Sikkerhetsalarmer utløst;

Usikkerhet angående virkningen av parameterendringer.

Tilfeldige endringer som bare gjøres for å raskt gjenoppta produksjonen, avrådes sterkt – spesielt når robotenheten, laserkilden, sikkerhetskrepsene eller kritiske kalibreringsdata er involvert.

XI. Hvordan kan feil i robotsveisingens visjonssystemer minimeres?

Rutinemessig vedlikehold er viktigere enn å håndtere feil etter at de har oppstått.

Rengjør regelmessig visjonssystemet

Opprett inspeksjons- og rengjøringsrutiner for komponenter som linser og beskyttelsesglass, basert på produksjonsmiljøet.

Fest kameramontasjen pålitelig

Sjekk kameraholdere og monterings-skruer periodisk for å minimere posisjonsendringer forårsaket av mekanisk vibrasjon.

Ta sikkerhetskopi av kalibreringsdata

Ta sikkerhetskopi av validerte visjonsprogrammer, kalibreringsparametre og robotprogrammer.

Administrer driftstilgang

Begrens uautorisert personell fra å endre visjonsparametere eller robotprogrammer etter eget forgodtbefinnende.

Utfør regelmessig nøyaktighetsverifisering

Bruk standard arbeidsstykker til å verifisere justeringen mellom visuelt identifiserte posisjoner og robotens faktiske utførelsesposisjoner med jevne mellomrom.

Hold vedlikeholdsregistreringer for utstyr

Dokumenter avvik i visjonssystemet, endringer i parametere, kalibreringsdetaljer og vedlikeholdsaktiviteter for å lette feilsøking senere.

XII. Valg av robotbaserte lasersveisesystemer: Stabilitet i visjonssystemet er avgjørende

For robotbaserte lasersveieprosjekter som krever visuell posisjonering, sømregistrering og sveiing langs komplekse baner, er visjonssystemet ikke bare en ekstra industriell kameraenhet; det må integreres sømløst med roboten, lasersveiekoppen, kontrollsystemet, verktøy/fiksturer og sveiprosessen.

Derfor bør man ved valg av robotbasert lasersveieutstyr vurdere ikke bare robotmerket og laserstyrken, men også følgende:

Metode for visuell posisjonering;

Nøyaktighet ved visuell gjenkjenning;

Kalibreringsmetode;

Koordinattransformasjonsmetode;

Programvarens bruksmetode;

Funksjoner for varsling om avvik;

Metode for datagjenskaping;

Egenskaper for teknisk etter salg-støtte.

Spesielt for ikke-standardiserte automatiseringsprosjekter er det avgjørende å verifisere utstyret med faktiske arbeidsstykker før levering.