Tehnologia Laser

Cum puteți efectua o calibrare temporară în cazul unei defecțiuni a sistemului de viziune al unui robot pentru sudură cu laser?

În producția de sudură cu laser robotică, sistemul de viziune își asumă sarcini precum recunoașterea pieselor de prelucrat, localizarea cusăturii de sudură și detectarea abaterilor de poziționare. Dacă sistemul întâmpină o eroare de localizare, o decalare la recunoaștere, imagini anormale ale camerei sau o neconcordare între coordonatele sistemului de viziune și cele ale robotului, acesta poate eșua în localizarea precisă a poziției de sudură. În cazuri grave, aceasta poate duce la sudură în afara țintei, coliziuni sau defecte pe întreaga serie de produse.

Dacă asistența profesională post-vânzare nu poate fi organizată imediat pe loc, puteți efectua depanarea de bază și calibrarea temporară. Totuși, vă rugăm să rețineți: calibrarea temporară este potrivită doar pentru corectarea unor abateri mici de poziționare; dacă problema implică defecțiuni hardware ale camerei, robotului, capului laser sau sistemelor de siguranță, nu se recomandă desmontarea sau reglarea echipamentului de către dumneavoastră.

I. De ce se defectează sistemele de viziune pentru sudura robotică cu laser?

Sistemul de viziune al unei mașini robotizate de sudură cu laser constă, în mod obișnuit, dintr-o cameră industrială, o lentilă, o sursă de lumină, un software de control al viziunii, un modul de comunicare și sistemul de coordonate al robotului.

Cauzele frecvente ale localizării vizuale anormale includ:

Praf sau pete de ulei pe suprafața lentilei camerei;

Modificări ale poziției piesei de prelucrat;

Modificări semnificative ale condițiilor de iluminare;

Deplasări ușoare ale poziției de montare a camerei;

Modificarea accidentală a parametrilor viziunii;

Date de calibrare anormale;

Abaterea relației de coordonate dintre sistemul de viziune și robot;

Erori de comunicare;

Defecțiune la controllerul camerei sau al sistemului de viziune.

Prin urmare, în cazul detectării unei defecțiuni a sistemului de viziune, nu modificați imediat programul robotului; mai întâi determinați dacă problema provine din imagine, din procesul de recunoaștere sau din coordonate.

II. Pasul unu: Confirmați dacă sistemul de viziune este într-adevăr defect

Când apare o deviere a poziției de sudură pe teren, primul pas este verificarea stării curente a sistemului de viziune.

Puteți efectua depanarea în următoarea ordine:

① Verificați dacă camera generează o imagine normală

Deschideți software-ul de viziune sau afișajul de monitorizare pentru a confirma că piesa de prelucrat este vizibilă clar.

Dacă ecranul este complet negru, distorsionat (afișează „zgomot” sau artefacte) sau nu se poate conecta, verificați în primul rând alimentarea cu energie electrică a camerei, comunicarea și starea conexiunii, nu încercați calibrarea coordonatelor.

② Verificați obiectivul și sticla de protecție

Mediile de sudură cu laser sunt predispuse la generarea de fum, stropi și praf metalic. Dacă lentila sau sticla de protecție devin contaminate, conturul piesei de prelucrat poate deveni neclar, împiedicând astfel recunoașterea. Curățați echipamentul conform instrucțiunilor producătorului.

③ Verificați poziționarea piesei de prelucrat

Verificați dacă piesa de prelucrat este așezată conform metodei inițiale de poziționare. Dacă poziția dispozitivului de fixare s-a modificat, poziția detectată de sistemul de viziune poate diferi de starea inițială de producție.

④ Revizuiți rezultatele recunoașterii prin viziune

Dacă camera poate vedea clar piesa de prelucrat, dar poziția detectată este semnificativ anormală, este necesară o inspecție suplimentară a parametrilor de viziune și a relațiilor coordonate.

III. Pasul 2: Re-verificați performanța de recunoaștere după curățarea lentilei

Multe anomalii ale poziționării prin viziune nu sunt cauzate de probleme legate de datele de calibrare, ci de contaminarea din câmpul vizual al camerei.

Înainte de curățare, opriți echipamentele relevante conform protocoalelor de siguranță; evitați efectuarea întreținerii în timp ce robotul sau sistemul laser funcționează în mod automat.

Zonele cheie de inspectat:

Obiectivul camerei industriale;

Sticla de protecție;

Prezența fumului sau a prafului în jurul obiectivului;

Suportul de montare al camerei (verificați dacă este slab fixat);

Obstacole din câmpul vizual.

După curățare, reporniți programul de recunoaștere vizuală și observați dacă sistemul poate recunoaște corect aceeași piesă standard.

Dacă recunoașterea revine la normal după curățare, în general nu este necesar să modificați parametrii de calibrare vizuală.

IV. Pasul 3: Verificați modificările poziției camerei

Dacă fluxul de imagini al sistemului de viziune este normal, dar poziția detectată prezintă o deviere constantă, trebuie verificată poziția de montare a camerei.

De exemplu:

Camera a identificat inițial centrul cusăturii de sudură în Punctul A, dar, după ce echipamentul a funcționat un timp, rezultatele de recunoaștere pentru toate piesele s-au deplasat în aceeași direcție.

În acest scenariu, concentrați-vă pe verificarea următoarelor elemente:

Jocul suportului camerei;

Șuruburile de fixare ale camerei;

Rotirea obiectivului;

Modificările de poziție ale capului de sudură cu laser sau ale efectorului final al robotului;

Deplasarea dispozitivului de fixare a piesei.

Dacă poziția fizică a camerei s-a modificat efectiv, datele inițiale de calibrare pot nu mai fi valide.

Nu ajustați simplu coordonatele programului robotului pentru a „compensa” deplasarea; această procedură ar putea duce la abateri mai mari în timpul recalibrărilor ulterioare.

V. Pasul 4: Efectuați calibrarea temporară folosind o piesă de lucru standard

Dacă sistemul de viziune este confirmat că capturează imagini și recunoaște obiecte corect, dar prezintă o ușoară deviere a coordonatelor, se poate utiliza o piesă de lucru standard sau un obiect de calibrare pentru o calibrare de bază. Abordarea de bază este următoarea:

Fixarea unui obiect de referință → Recunoașterea vizuală → Obținerea coordonatelor vizuale → Compararea cu coordonatele reale ale robotului → Determinarea devierii → Recalibrarea conform procedurii de calibrare a echipamentului.

De exemplu, dacă robotul se deplasează către o poziție cu o deplasare constantă după ce sistemul de viziune identifică locația de referință, devierea în direcțiile X și Y poate fi înregistrată.

Dacă devierea este foarte mică și stabilă, corecția ar trebui efectuată ideal în conformitate cu procedura de calibrare a viziunii furnizată de producătorul echipamentului.

Este esențial să nu modificați în mod arbitrar parametrii de viziune sau coordonatele robotului doar pe baza experienței. Diferențele dintre mărcile sistemelor de viziune, controlerelor robotului și arhitecturilor software înseamnă că procedurile operaționale specifice variază.

VI. Pasul 5: Verificarea consistenței dintre coordonatele vizuale și coordonatele robotului

Poziționarea vizuală în sistemele robotizate de sudură cu laser implică, în esență, transformări între diferite sisteme de coordonate.

Relațiile comune de coordonate includ:

Coordonatele camerei → Coordonatele piesei → Coordonatele robotului → Poziția de execuție a sudurii cu laser

Dacă apare o abatere în oricare dintre aceste relații de coordonate, robotul ar putea «vedea piesa, dar să sudeze într-o locație greșită».

De exemplu:

Sistemul de viziune detectează o modificare a poziției cusăturii de sudură, însă poziția reală a robotului după deplasare rămâne decalată într-o direcție fixă; în acest caz, trebuie verificate transformarea coordonatelor vizuale și calibrarea coordonatelor robotului.

Dacă echipamentul dispune de o funcție robustă de calibrare automată, procedura de calibrare poate fi executată prin intermediul interfeței de operare a echipamentului; dacă o astfel de funcție nu este disponibilă, sarcina trebuie realizată de tehnicieni cu experiență în domeniul roboților și al sistemelor de viziune.

VII. Pasul 6: Verificați dacă parametrii de viziune au fost modificați accidental

Uneori, pe linia de producție apare următoarea situație:

Echipamentul în sine nu este defect, dar parametrii programului de viziune au fost modificați.

De exemplu:

Parametrii de expunere au fost schimbați;

Setările de amplificare (gain) au fost modificate;

Parametrii prag au fost schimbați;

Regiunea de interes (ROI) a fost modificată;

Parametrii de detectare a muchiilor au fost schimbați;

Parametrii șablonului au fost modificați;

Programul de produs selectat este incorect.

Dacă echipamentul funcționa anterior în mod normal, dar problemele de recunoaștere apar brusc după o schimbare de turnă sau o schimbare de produs, se recomandă verificarea faptului dacă programul de viziune a fost modificat recent.

Se recomandă ca întreprinderile să-și facă copii de siguranță ale programelor de viziune validate și să stabilească controale adecvate de acces pentru a reduce la minimum riscul ca personalul de pe teren să modifice accidental parametrii esențiali.

VIII. De ce nu ar trebui să se modifice direct programul de sudură robotică pentru calibrare temporară? Aceasta este o capcană frecventă în abordarea anomaliilor vizuale pe teren.

De exemplu, dacă poziția de sudură a unui robot era inițial corectă, dar s-a deplasat acum cu 2 mm în totalitate, cineva ar putea pur și simplu să deplaseze toate punctele de sudură din programul robotului cu 2 mm.

Deși această abordare ar putea restabili producția pe termen scurt, ea comportă riscuri.

Problema de bază ar putea proveni din:

Modificări ale poziției camerei;

Modificări ale datelor de calibrare;

Modificări ale dispozitivului de fixare al piesei de prelucrat;

Anomalii în transformarea coordonatelor;

Modificări ale poziției efectorului final al robotului.

Dacă cauza principală nu este abordată, modificarea doar a programului robotului ar putea duce la o dezechilibrare suplimentară între coordonatele sistemului de viziune și cele ale robotului.

Prin urmare, o abordare mai rațională este următoarea:

Mai întâi se identifică sursa deviației, apoi se decide dacă se recalebrează sistemul de viziune, se ajustează dispozitivul de fixare sau se corectează programul robotului.

IX. Ce pași trebuie întreprinși după restabilirea temporară a producției?

Dacă producția este restabilită temporar prin calibrare de bază, nu se recomandă trecerea imediată la producție în masă.

Trebuie efectuat mai întâi un test pe loturi mici.

Procesul trebuie să urmeze această secvență:

Test pe o singură piesă → Test continuu → Verificări selective → Producție la scară largă

Verificările esențiale includ:

Precizia poziției sudurii;

Stabilitatea urmăririi cusăturii;

Aspectul sudurii;

Prezența unei nealinieri a sudurii;

Consistența poziționării pieselor de prelucrat;

Derivarea recunoașterii vizuale după funcționarea continuă.

Treceți la producția la scară largă doar dacă poziția de recunoaștere rămâne stabilă în timpul testărilor continue.

X. Când nu se recomandă calibrarea temporară pe loc?

Nu toate defecțiunile sistemelor de viziune pot fi rezolvate pe loc.

Opriți sudarea automată și contactați producătorul echipamentului sau tehnicienii specializați în cazul următoarelor situații:

Eșec al conexiunii camerei;

Defecțiune hardware raportată de controllerul de viziune;

Pierdere completă a datelor de calibrare;

Impact/coliziune semnificativă implicând camera sau obiectivul;

Coliziune cu robotul;

Modificare a poziției capului laser;

Anomalii în poziția zero a robotului sau în parametrii mecanici;

Derivă persistentă și semnificativă în rezultatele recunoașterii vizuale;

Alarme de siguranță declanșate;

Nesiguranță privind impactul modificărilor parametrilor.

Modificările arbitrare efectuate exclusiv pentru a restabili rapid producția sunt descurajate, în special atunci când implică unitatea robotică, sursa laser, circuitele de siguranță sau datele critice de calibrare.

XI. Cum pot fi minimizate defecțiunile sistemelor de viziune pentru sudarea cu laser robotică?

Întreținerea rutinieră este mai importantă decât remedierea defecțiunilor după apariția acestora.

Curățați periodic sistemul de viziune

Stabiliți programe de inspecție și curățare pentru componente precum lentilele și sticla de protecție, în funcție de mediul de producție.

Asigurați structura de montare a camerei

Verificați periodic suporturile camerei și șuruburile de fixare pentru a minimiza deplasările de poziție cauzate de vibrația mecanică.

Faceți copii de siguranță ale datelor de calibrare

Faceți copii de siguranță ale programelor validate de viziune, ale parametrilor de calibrare și ale programelor robotului.

Gestionați accesul operațional

Interziceți accesul personalului neautorizat la modificarea arbitrară a parametrilor de viziune sau a programelor robotului.

Efectuați verificări regulate ale preciziei

Utilizați piese de lucru standard pentru a verifica periodic alinierea dintre pozițiile identificate vizual și pozițiile reale de execuție ale robotului.

Păstrați înregistrările privind întreținerea echipamentelor

Documentați anomaliile sistemului de viziune, modificările de parametri, detaliile calibrării și activitățile de întreținere, pentru a facilita depistarea ulterioară a problemelor.

XII. Alegerea sistemelor robotizate de sudură cu laser: stabilitatea sistemului de viziune este esențială

Pentru proiectele de sudură cu laser robotică care necesită poziționare vizuală, recunoaștere a cusăturii și sudură pe trasee complexe, sistemul de viziune nu este doar o cameră industrială suplimentară; acesta trebuie să fie integrat perfect cu robotul, capul laser, sistemul de comandă, dispozitivele/fixturile și procesul de sudură.

Prin urmare, la alegerea echipamentelor robotizate de sudură cu laser, trebuie să luați în considerare nu doar marca robotului și puterea laserului, ci și următoarele aspecte:

Metoda de poziționare vizuală;

Precizia recunoașterii vizuale;

Metoda de calibrare;

Metoda de transformare a coordonatelor;

Metoda de operare a software-ului;

Funcțiile de alarmă pentru anomalii;

Metoda de salvare a datelor;

Capacitățile de asistență tehnică post-vânzare.

În special pentru proiectele de automatizare ne-standard, verificarea cu piese reale înainte de livrarea echipamentului este esențială.