Laserová technológia

Ako môžete vykonať dočasnú kalibráciu, ak sa poruší vizuálny systém robotického laserového zvárania?

V výrobe s robotickým laserovým zváraním vizuálny systém vykonáva úlohy, ako je rozpoznávanie obrobkov, lokalizácia zvarového švu a detekcia odchýlok polohy. Ak systém zažíva zlyhanie lokalizácie, posun pri rozpoznávaní, nezvyčajné obrazy z kamery alebo nesúlad medzi súradnicami vizuálneho systému a súradnicami robota, robot nemusí byť schopný presne lokalizovať miesto zvárania. V závažných prípadoch to môže viesť k zváraniu mimo cieľa, zrážkam alebo chybám v celom dávke výrobkov.

Ak sa profesionálna podpora po predaji na mieste nedá okamžite zabezpečiť, môžete vykonať základné odstraňovanie porúch a dočasné kalibrovania. Upozorňujeme však: dočasné kalibrovania je vhodné len na odstránenie malých odchýlok polohy; ak problém súvisí so zlyhaním hardvéru kamery, robota, laserovej hlavy alebo bezpečnostných systémov, neodporúčame samostatne vyberať alebo upravovať zariadenie.

I. Prečo dochádza k poruchám vizuálnych systémov pri robotickom laserovom zváraní?

Zrakový systém robotického zariadenia na zváranie laserom sa zvyčajne skladá z priemyselnej kamery, šošovky, zdroja svetla, softvéru na riadenie zraku, komunikačného modulu a súradnicového systému robota.

Bežné príčiny abnormálneho vizuálneho lokalizačného procesu zahŕňajú:

Prach alebo olejové škvrny na povrchu šošovky kamery;

Zmeny polohy obrobku;

Výrazné zmeny podmienok osvetlenia;

Mierne posunutie montážnej polohy kamery;

Náhodná úprava parametrov zrakového systému;

Abnormálne kalibračné údaje;

Odchýlka v súradnicovom vzťahu medzi zrakovým systémom a robotom;

Komunikačné chyby;

Porucha kamery alebo riadiaceho zariadenia pre vizuálne systémy.

Preto, ak zistíte poruchu vizuálneho systému, neprebiehajte okamžite úpravu programu robota; najprv určte, či problém leží v obraze, v procese rozpoznávania alebo v súradniciach.

II. Prvý krok: Potvrďte, či je vizuálny systém skutočne poškodený

Ak sa na mieste vyskytne posun polohy zvárania, prvým krokom je skontrolovať aktuálny stav vizuálneho systému.

Poruchy môžete odstraňovať v nasledujúcom poradí:

① Skontrolujte, či kamera vytvára normálny obraz

Otvorte softvér pre vizuálne systémy alebo monitorovací displej a potvrďte, že súčiastka je jasne viditeľná.

Ak je obrazovka úplne čierna, deformovaná (zobrazuje sa „sneh“ alebo artefakty) alebo nedochádza k pripojeniu, najskôr skontrolujte napájanie kamery, komunikáciu a stav pripojenia namiesto pokusu o kalibráciu súradníc.

② Skontrolujte objektív a ochranné sklo

Laserové zváracie prostredia majú tendenciu vytvárať dym, iskry a kovový prach. Ak sa šošovka alebo ochranné sklo znečistia, obrys súčiastky sa môže stať nejasným, čím sa zníži možnosť rozpoznania. Vyčistite zariadenie podľa pokynov výrobcu.

③ Skontrolujte umiestnenie súčiastky

Overte, či je súčiastka umiestnená podľa pôvodnej metódy umiestnenia. Ak sa pozícia upínacej prípravky zmenila, poloha zistená vizuálnym systémom sa môže líšiť od pôvodného výrobného stavu.

④ Prehliadnite výsledky vizuálneho rozpoznávania

Ak fotoaparát jasne vidí súčiastku, no zistená poloha je výrazne nezvyčajná, vyžaduje sa ďalšia kontrola vizuálnych parametrov a vzťahov súradníc.

III. Krok 2: Opätovne overte výkon rozpoznávania po vyčistení šošovky

Mnoho anomálií pri vizuálnom umiestňovaní nie je spôsobených problémami s kalibračnými údajmi, ale skôr znečistením v zornom poli fotoaparátu.

Pred čistením zastavte príslušné zariadenie v súlade s bezpečnostnými protokolmi; vyhýbajte sa údržbe počas automatického prevádzkovania robota alebo laserového systému.

Kľúčové oblasti na kontrolu:

Objektív priemyselnej kamery;

Ochranné sklo;

Prítomnosť kúra alebo prachu okolo objektívu;

Upevňovací kĺbový držiak kamery (skontrolujte, či nie je uvoľnený);

Prekážky v zornom poli.

Po čistení reštartujte program vizuálneho rozpoznávania a pozorujte, či systém dokáže správne rozpoznať rovnaký štandardný pracovný predmet.

Ak sa po čistení rozpoznávanie vráti do normálu, zvyčajne nie je potrebné upravovať kalibračné parametre vizuálneho systému.

IV. Krok 3: Skontrolujte zmenu polohy kamery

Ak je obrazový vstup systému strojového videnia normálny, no zistená poloha ukazuje stály posun, musí sa skontrolovať montážna pozícia kamery.

Napríklad:

Kamera pôvodne identifikovala stred zváracieho švu v bode A, avšak po určitej dobe prevádzky zariadenia sa výsledky rozpoznávania pre všetky súčiastky posunuli rovnakým smerom.

V tomto prípade sa zamerajte na kontrolu nasledovného:

Uvoľnenia držiaka kamery;

Montážnych skrutiek kamery;

Otáčania objektívu;

Zmeny polohy zváracieho laserového hlavného zariadenia alebo koncového efektora robota;

Posunu upevňovacieho zariadenia pre súčiastku.

Ak sa fyzická poloha kamery skutočne zmenila, pôvodné kalibračné údaje už nemusia byť platné.

Nepokúšajte sa jednoducho upraviť súradnice programu robota, aby ste „kompenzovali“ tento posun; takéto konanie môže viesť k väčším odchýlkam po neskoršej opätovnej kalibrácii.

Krok 4: Vykonajte dočasnú kalibráciu pomocou štandardného pracovného predmetu

Ak sa potvrdí, že systém strojového videnia správne zachytáva obrazy a rozpoznáva objekty, avšak vykazuje malú odchýlku súradníc, môže sa na základnú kalibráciu použiť štandardný pracovný predmet alebo kalibračný cieľ. Základný postup je nasledovný:

Upevnite referenčný objekt → vizuálne rozpoznanie → získanie vizuálnych súradníc → porovnanie so skutočnými súradnicami robota → určenie odchýlky → opätovná kalibrácia podľa kalibračného postupu zariadenia.

Napríklad ak sa robot po vizuálnom identifikovaní referenčnej polohy presunie na pozíciu s konzistentným posunom, možno zaznamenať odchýlku v smeroch X a Y.

Ak je odchýlka veľmi malá a stabilná, oprava by mala prebiehať ideálne podľa kalibračného postupu pre systém strojového videnia uvedeného výrobcom zariadenia.

Je kľúčové neprechádzať ľubovoľné úpravy parametrov videnia alebo súradníc robota výlučne na základe skúseností. Rozdiely medzi značkami systémov videnia, riadiacich jednotiek robotov a softvérových architektúr znamenajú, že konkrétne prevádzkové postupy sa líšia.

VI. Krok 5: Skontrolujte zhodu medzi vizuálnymi a robotickými súradnicami

Vizuálne polohovanie v robotických systémoch laserového zvárania v podstate zahŕňa transformácie medzi rôznymi súradnicovými systémami.

Bežné vzťahy súradníc zahŕňajú:

Súradnice kamery → Súradnice obrobku → Súradnice robota → Poloha vykonania laserového zvárania

Ak dôjde k odchýlke v ktoromkoľvek z týchto vzťahov súradníc, robot môže „vidieť obrok, ale zvárať na nesprávnom mieste.“

Napríklad:

Systém videnia zaznamená zmenu polohy zvarového švu, avšak skutočná poloha robota po pohybe stále vykazuje posun v pevnom smere; v tomto prípade je potrebné skontrolovať transformáciu vizuálnych súradníc a kalibráciu robotických súradníc.

Ak zariadenie disponuje robustnou funkciou automatickej kalibrácie, kalibračný postup možno vykonať prostredníctvom prevádzkovej rozhrania zariadenia; ak takáto funkcia nie je k dispozícii, úlohu by mali vykonať technici s odbornými skúsenosťami s robotmi aj so systémami strojového videnia.

VII. Krok 6: Skontrolujte, či sa parametre systému strojového videnia nezmenili neúmyselne

Na výrobnej ploche sa niekedy vyskytne situácia, pri ktorej:

Samotné zariadenie nie je chybné, ale parametre programu strojového videnia boli zmenené.

Napríklad:

Zmenili sa parametre expozície;

Zmenili sa nastavenia zosilnenia (gain);

Zmenili sa prahové parametre;

Zmenila sa oblasť záujmu (ROI);

Zmenili sa parametre detekcie hrán;

Zmenili sa šablónové parametre;

Vybraný program výrobku je nesprávny.

Ak bolo zariadenie predtým v normálnom prevádzkovom stave, ale po zmene smeny alebo výmeny výrobku sa náhle objavia problémy s rozpoznávaním, odporúča sa skontrolovať, či nebol v poslednej dobe upravený vizuálny program.

Odporúča sa, aby spoločnosti zálohovali overené vizuálne programy a zaviedli primerané kontroly prístupu, aby sa čo najviac znížilo riziko, že personál na mieste náhodou zmení kľúčové parametre.

VIII. Prečo by sa robotický zvárací program nemal priamo upravovať pre dočasné kalibrovacie úpravy? Toto je bežná chyba pri riešení vizuálnych anomálií na mieste.

Napríklad ak bola pôvodne správna poloha zvárania robota, ale teraz sa celkovo posunula o 2 mm, niekto môže jednoducho posunúť všetky zváracie body v robotickom programe o 2 mm.

Hoci to môže krátkodobo obnoviť výrobu, tento postup prináša riziká.

Základný problém môže mať nasledujúce príčiny:

Zmena polohy kamery;

Zmena kalibračných údajov;

Zmena upevnenia výrobku;

Anomálie pri transformácii súradníc;

Zmeny v polohe koncového efektora robota.

Ak sa neodstráni základná príčina, úprava iba programu robota môže viesť k ďalšiemu nesúlade medzi súradnicami vizijského systému a súradnicami robota.

Preto je racionálnejším prístupom:

Najprv identifikovať zdroj odchýlky a potom rozhodnúť, či sa má znovu kalibrovať vizijský systém, upraviť upevnenie alebo opraviť program robota.

IX. Aké kroky sa majú podniknúť po dočasnom obnovení výroby?

Ak sa výroba dočasne obnoví pomocou základnej kalibrácie, okamžité prechod na hromadnú výrobu sa nedoporučuje.

Najskôr sa musí vykonať overenie malých sérií.

Postup by mal byť nasledovný:

Test jedného dielu → Kontinuálny test → Výberové kontroly → Plnohodnotná výroba

Kľúčové kontroly zahŕňajú:

Presnosť polohy zvárania;

Stabilita sledovania švíku;

Vzhľad zvaru;

Prítomnosť nesúladu zvaru;

Konštantnosť polohovania obrobku;

Drift rozpoznávania pomocou videnia po nepretržitej prevádzke.

Prejsť na plnopríkaznú výrobu len v prípade, že sa poloha rozpoznávania počas nepretržitého testovania nezmení.

X. Kedy nie je odporúčaná dočasná kalibrácia na mieste?

Nie všetky poruchy systému videnia je možné vyriešiť na mieste.

Zastaviť automatické zváranie a kontaktovať výrobcu zariadenia alebo odborných technikov v prípade nasledujúcich udalostí:

Chyba pripojenia kamery;

Hardvérová porucha nahlásená riadiacim zariadením pre videnie;

Úplná strata kalibračných údajov;

Významný náraz/zrážka zahrnujúca kameru alebo objektív;

Zrážka robota;

Zmena polohy laserovej hlavy;

Odchýlky v nulovej polohe robota alebo mechanických parametrov;

Trvalé, významné posuny výsledkov rozpoznávania obrazu;

Aktivované bezpečnostné poplachy;

Neistota týkajúca sa vplyvu zmien parametrov.

Ľubovoľné úpravy vykonané výhradne za účelom rýchleho obnovenia výroby sa nedoporučujú, najmä ak sa týkajú jednotky robota, laserového zdroja, bezpečnostných obvodov alebo kritických kalibračných údajov.

XI. Ako možno minimalizovať poruchy v systémoch vizuálneho sledovania pri robotickom laserovom zváraní?

Pravidelná údržba je dôležitejšia ako odstraňovanie porúch až po ich výskyte.

Pravidelne čistite systém vizuálneho sledovania.

Založte si plán kontroly a čistenia komponentov, ako sú šošovky a ochranné sklo, na základe výrobného prostredia.

Upevnite konštrukciu pre uchytenie kamery.

Pravidelne kontrolujte držiaky kamery a upevňovacie skrutky, aby ste minimalizovali posuny polohy spôsobené mechanickým vibrovaním.

Zálohujte kalibračné údaje.

Zálohujte overené programy vizuálneho sledovania, kalibračné parametre a programy robota.

Spravujte prístup k prevádzke.

Zakázať neoprávneným osobám ľubovoľné úpravy parametrov videnia alebo robotických programov.

Pravidelne overovať presnosť

Používať štandardné pracovné predmety na pravidelné overovanie zhody medzi pozíciami identifikovanými prostredníctvom videnia a skutočnými pozíciami vykonávanými robotom.

Viesť záznamy o údržbe zariadenia

Dokumentovať poruchy systému videnia, zmeny parametrov, podrobnosti kalibrácie a činnosti údržby, aby sa uľahčilo budúce odstraňovanie problémov.

XII. Výber robotických systémov na laserové zváranie: Stabilita systému videnia je kľúčová

Pri projektoch robotického laserového zvárania, ktoré vyžadujú vizuálne umiestnenie, rozpoznávanie švíkov a zváranie po zložitých dráhach, systém videnia nie je len doplnkovou priemyselnou kamerou; musí byť bezproblémovo integrovaný s robotom, laserovou hlavicou, riadiacim systémom, prípravkami / upevňovacími zariadeniami a zváracím procesom.

Preto pri výbere robotických systémov na laserové zváranie by sa mali brať do úvahy nielen značka robota a výkon laseru, ale aj nasledovné položky:

Metóda vizuálneho umiestnenia;

Presnosť vizuálneho rozpoznávania;

Metóda kalibrácie;

Metóda transformácie súradníc;

Spôsob prevádzky softvéru;

Funkcie upozornenia na anomálie;

Spôsob zálohovania dát;

Schopnosti technickej podpory po predaji.

Predovšetkým pre netypické projekty automatizácie je nevyhnutné overenie pomocou skutočných výrobkov pred dodaním zariadenia.