เทคโนโลยีเลเซอร์

จะทำการปรับเทียบชั่วคราวได้อย่างไร หากระบบการมองเห็นสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์ขัดข้อง?

ในกระบวนการผลิตการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์ ระบบวิชันทำหน้าที่รับผิดชอบงานต่าง ๆ เช่น การระบุชิ้นงาน การหาตำแหน่งแนวรอยเชื่อม และการตรวจจับความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง หากเกิดข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่ง ความคลาดเคลื่อนในการระบุชิ้นงาน ภาพจากกล้องผิดปกติ หรือพิกัดที่ระบบวิชันระบุไม่สอดคล้องกับพิกัดของหุ่นยนต์ หุ่นยนต์อาจไม่สามารถระบุตำแหน่งที่ต้องการเชื่อมได้อย่างแม่นยำ ในกรณีรุนแรง อาจส่งผลให้เกิดการเชื่อมผิดตำแหน่ง การชนกัน หรือข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นกับสินค้าทั้งล็อต

หากไม่สามารถจัดเตรียมการสนับสนุนหลังการขายจากผู้เชี่ยวชาญได้ทันทีในสถานที่จริง ท่านสามารถดำเนินการแก้ไขเบื้องต้นและปรับเทียบชั่วคราวได้ อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่า การปรับเทียบชั่วคราวเหมาะสำหรับแก้ไขความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งในระดับเล็กน้อยเท่านั้น หากปัญหานั้นมีสาเหตุมาจากการเสียหายของฮาร์ดแวร์ เช่น กล้อง หุ่นยนต์ หัวเลเซอร์ หรือระบบความปลอดภัย การถอดประกอบหรือปรับแต่งอุปกรณ์ด้วยตนเองไม่ได้รับการแนะนำ

เหตุใดระบบวิชันสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์จึงขัดข้อง

ระบบการมองเห็นของเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์มักประกอบด้วยกล้องอุตสาหกรรม ชิ้นเลนส์ แหล่งกำเนิดแสง ซอฟต์แวร์ควบคุมระบบการมองเห็น โมดูลการสื่อสาร และระบบพิกัดของหุ่นยนต์

สาเหตุทั่วไปที่ทำให้การระบุตำแหน่งด้วยภาพผิดปกติ ได้แก่

ฝุ่นหรือคราบน้ำมันบนพื้นผิวเลนส์ของกล้อง

การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของชิ้นงาน

การเปลี่ยนแปลงสภาพแสงอย่างมีนัยสำคัญ

การเคลื่อนตัวเล็กน้อยของตำแหน่งการติดตั้งกล้อง

การปรับแต่งพารามิเตอร์การมองเห็นโดยไม่ตั้งใจ

ข้อมูลการสอบเทียบผิดปกติ

ความคลาดเคลื่อนในความสัมพันธ์ของพิกัดระหว่างระบบการมองเห็นกับหุ่นยนต์

ข้อผิดพลาดในการสื่อสาร

กล้องหรือตัวควบคุมระบบวิชั่นขัดข้อง

ดังนั้น เมื่อพบว่าระบบวิชั่นขัดข้อง ห้ามปรับเปลี่ยนโปรแกรมหุ่นยนต์ทันที แต่ให้ตรวจสอบก่อนว่าปัญหาเกิดจากภาพ กระบวนการรู้จำ หรือพิกัด

ขั้นตอนที่สอง: ยืนยันว่าระบบวิชั่นเสียจริงหรือไม่

เมื่อเกิดการเบี่ยงเบนตำแหน่งการเชื่อมในสถานที่จริง ขั้นตอนแรกคือตรวจสอบสถานะปัจจุบันของระบบวิชั่น

คุณสามารถแก้ไขปัญหาตามลำดับต่อไปนี้ได้

① ตรวจสอบว่ากล้องสร้างภาพปกติหรือไม่

เปิดซอฟต์แวร์ระบบวิชั่นหรือหน้าจอแสดงผลแบบเรียลไทม์ เพื่อยืนยันว่าชิ้นงานปรากฏชัดเจน

หากหน้าจอมืดสนิท ภาพผิดเพี้ยน (แสดงเป็น 'สโนว์' หรืออาร์ติแฟกต์) หรือไม่สามารถเชื่อมต่อได้ ให้ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ การสื่อสาร และสถานะการเชื่อมต่อของกล้องก่อนเป็นอันดับแรก แทนที่จะพยายามปรับค่าพิกัด

② ตรวจสอบเลนส์และกระจกป้องกัน

สภาพแวดล้อมในการเชื่อมด้วยเลเซอร์มักก่อให้เกิดควัน ละอองโลหะ และฝุ่นผงโลหะ หากเลนส์หรือกระจกป้องกันสกปรก ขอบเขตของชิ้นงานอาจมองไม่ชัดเจน ส่งผลให้การรับรู้ทำได้ยาก โปรดทำความสะอาดอุปกรณ์ตามคำแนะนำของผู้ผลิต

ข้อ ③ ตรวจสอบตำแหน่งของชิ้นงาน

ยืนยันว่าชิ้นงานถูกจัดวางตามวิธีการกำหนดตำแหน่งเดิม หากตำแหน่งของอุปกรณ์ยึดจับเปลี่ยนไป ตำแหน่งที่ระบบภาพตรวจจับได้อาจไม่ตรงกับสถานะการผลิตเดิม

ข้อ ④ ทบทวนผลการรับรู้ของระบบภาพ

หากกล้องมองเห็นชิ้นงานได้ชัดเจน แต่ตำแหน่งที่ตรวจจับได้มีความผิดปกติอย่างมาก จำเป็นต้องตรวจสอบพารามิเตอร์ของระบบภาพและความสัมพันธ์ของพิกัดเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่สาม: ตรวจสอบประสิทธิภาพการรับรู้ซ้ำหลังทำความสะอาดเลนส์

ความผิดปกติหลายประการของการระบุตำแหน่งด้วยระบบภาพมิได้เกิดจากข้อมูลการสอบเทียบ แต่เกิดจากสิ่งสกปรกภายในบริเวณที่กล้องมองเห็น

ก่อนทำความสะอาด ให้หยุดอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องตามมาตรการความปลอดภัย ห้ามดำเนินการบำรุงรักษาในขณะที่หุ่นยนต์หรือระบบเลเซอร์กำลังทำงานแบบอัตโนมัติ

บริเวณที่ต้องตรวจสอบเป็นพิเศษ:

เลนส์กล้องอุตสาหกรรม;

กระจกกันกระแทก;

การมีควันหรือฝุ่นรอบเลนส์;

โครงยึดกล้อง (ตรวจสอบว่าหลวมหรือไม่);

สิ่งกีดขวางภายในขอบเขตการมองเห็น;

หลังทำความสะอาด ให้เริ่มโปรแกรมการรับรู้ภาพใหม่ และสังเกตว่าระบบสามารถรับรู้ชิ้นงานมาตรฐานเดียวกันได้อย่างถูกต้องหรือไม่

หากการรับรู้กลับมาเป็นปกติหลังการทำความสะอาด โดยทั่วไปจะไม่จำเป็นต้องปรับค่าการสอบเทียบภาพ

ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของกล้อง

หากสัญญาณภาพจากระบบการมองเห็นปกติ แต่ตำแหน่งที่ตรวจจับได้มีการเบี่ยงเบนอย่างสม่ำเสมอ จำเป็นต้องตรวจสอบตำแหน่งการติดตั้งกล้อง

ตัวอย่างเช่น:

โดยเดิมกล้องระบุตำแหน่งศูนย์กลางของรอยเชื่อมที่จุด A แต่หลังจากอุปกรณ์ทำงานไปเป็นระยะเวลาหนึ่ง ผลการรู้จำสำหรับชิ้นงานทั้งหมดก็เลื่อนไปในทิศทางเดียวกัน

ในสถานการณ์นี้ ให้เน้นการตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้

ความหลวมของโครงยึดกล้อง

สกรูยึดกล้อง

การหมุนของเลนส์

การเปลี่ยนตำแหน่งของหัวเชื่อมเลเซอร์หรือปลายแขนหุ่นยนต์ (end-effector)

การเคลื่อนตัวของอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน

หากตำแหน่งทางกายภาพของกล้องเปลี่ยนไปจริง ข้อมูลการปรับเทียบเดิมอาจไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป

ห้ามปรับพิกัดในโปรแกรมหุ่นยนต์เพียงเพื่อ "ชดเชย" การเลื่อนดังกล่าว เพราะอาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนมากขึ้นในระหว่างการปรับเทียบใหม่ในอนาคต

ขั้นตอนที่ 4: ดำเนินการปรับเทียบชั่วคราวโดยใช้ชิ้นงานมาตรฐาน

หากยืนยันแล้วว่าระบบภาพสามารถจับภาพและรู้จำวัตถุได้อย่างถูกต้อง แต่ยังมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในพิกัด สามารถใช้ชิ้นงานมาตรฐานหรือเป้าหมายสำหรับการปรับเทียบเพื่อดำเนินการปรับเทียบเบื้องต้นได้ วิธีการพื้นฐานคือ

ยึดวัตถุอ้างอิงให้แน่น → รู้จำด้วยระบบภาพ → รับพิกัดจากภาพ → เปรียบเทียบกับพิกัดจริงของหุ่นยนต์ → ระบุค่าความคลาดเคลื่อน → ปรับเทียบใหม่ตามขั้นตอนการปรับเทียบที่ระบุไว้สำหรับอุปกรณ์

ตัวอย่างเช่น หากหุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งหนึ่งซึ่งมีค่าคลาดเคลื่อนคงที่หลังจากระบบภาพระบุตำแหน่งอ้างอิงแล้ว สามารถบันทึกค่าความคลาดเคลื่อนในแนวแกน X และ Y ได้

หากค่าความคลาดเคลื่อนมีขนาดเล็กมากและคงที่ การปรับค่าควรดำเนินการตามขั้นตอนการปรับเทียบระบบภาพที่ผู้ผลิตอุปกรณ์กำหนดไว้

การปรับพารามิเตอร์การมองเห็นหรือพิกัดของหุ่นยนต์โดยพลการตามประสบการณ์เพียงอย่างเดียวเป็นสิ่งที่ไม่ควรทำอย่างยิ่ง เนื่องจากความแตกต่างกันของยี่ห้อระบบการมองเห็น คอนโทรลเลอร์หุ่นยนต์ และสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ ส่งผลให้ขั้นตอนการปฏิบัติงานเฉพาะนั้นมีความหลากหลาย

ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบความสอดคล้องระหว่างพิกัดภาพกับพิกัดหุ่นยนต์

การระบุตำแหน่งด้วยภาพในระบบเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์ แท้จริงแล้วเกี่ยวข้องกับการแปลงค่าพิกัดระหว่างระบบพิกัดที่ต่างกัน

ความสัมพันธ์ของพิกัดที่พบได้บ่อย ได้แก่

พิกัดกล้อง → พิกัดชิ้นงาน → พิกัดหุ่นยนต์ → ตำแหน่งการเชื่อมด้วยเลเซอร์

หากเกิดความคลาดเคลื่อนในความสัมพันธ์ของพิกัดใดพิกัดหนึ่ง หุ่นยนต์อาจ "มองเห็นชิ้นงานได้ แต่เชื่อมผิดตำแหน่ง"

ตัวอย่างเช่น:

ระบบการมองเห็นตรวจจับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของรอยเชื่อม แต่ตำแหน่งจริงของหุ่นยนต์หลังการเคลื่อนที่ยังคงเบี่ยงเบนไปในทิศทางที่แน่นอนอย่างคงที่ ในกรณีนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบการแปลงพิกัดภาพและการสอบเทียบพิกัดหุ่นยนต์

หากอุปกรณ์มีฟังก์ชันการปรับค่าอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูง ขั้นตอนการปรับค่าสามารถดำเนินการผ่านอินเทอร์เฟซการใช้งานของอุปกรณ์ได้; แต่หากไม่มีฟังก์ชันดังกล่าว งานนี้ควรจัดการโดยช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์ทั้งด้านหุ่นยนต์และระบบวิชัน

ขั้นตอนที่ 6: ตรวจสอบว่าพารามิเตอร์ของระบบวิชันถูกเปลี่ยนแปลงโดยไม่ตั้งใจหรือไม่

บางครั้งในสายการผลิตอาจเกิดสถานการณ์ดังนี้:

ตัวอุปกรณ์เองไม่มีข้อบกพร่อง แต่พารามิเตอร์ของโปรแกรมวิชันถูกปรับเปลี่ยนไป

ตัวอย่างเช่น:

พารามิเตอร์การรับแสงถูกเปลี่ยนแปลง;

การตั้งค่า gain ถูกปรับเปลี่ยน;

พารามิเตอร์ threshold ถูกเปลี่ยนแปลง;

พื้นที่ที่สนใจ (ROI) ถูกปรับเปลี่ยน;

พารามิเตอร์การตรวจจับขอบถูกเปลี่ยนแปลง;

พารามิเตอร์แม่แบบถูกปรับเปลี่ยน;

เลือกโปรแกรมผลิตภัณฑ์ผิด

หากอุปกรณ์เคยทำงานได้ตามปกติมาก่อน แต่เกิดปัญหาการรับรู้ขึ้นอย่างกะทันหันหลังเปลี่ยนกะหรือเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ ควรตรวจสอบว่ามีการปรับเปลี่ยนโปรแกรมการมองเห็นล่าสุดหรือไม่

แนะนำให้บริษัทสำรองโปรแกรมการมองเห็นที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว และจัดตั้งระบบควบคุมการเข้าถึงที่เหมาะสม เพื่อลดความเสี่ยงที่บุคลากรในสถานที่จะเปลี่ยนพารามิเตอร์หลักโดยไม่ตั้งใจ

ข้อที่ VIII: ทำไมจึงไม่ควรปรับเปลี่ยนโปรแกรมการเชื่อมของหุ่นยนต์โดยตรงเพื่อการปรับเทียบชั่วคราว การกระทำเช่นนี้เป็นข้อผิดพลาดทั่วไปเมื่อแก้ไขปัญหาความผิดปกติของการมองเห็นในสถานที่

ตัวอย่างเช่น หากตำแหน่งการเชื่อมของหุ่นยนต์เคยถูกต้องมาก่อน แต่ตอนนี้เลื่อนออกทั้งหมด 2 มิลลิเมตร บางคนอาจเลื่อนจุดเชื่อมทั้งหมดในโปรแกรมหุ่นยนต์ออกไป 2 มิลลิเมตร

แม้ว่าวิธีนี้อาจฟื้นฟูการผลิตได้ในระยะสั้น แต่ก็มีความเสี่ยงแฝง

สาเหตุพื้นฐานอาจเกิดจาก

การเปลี่ยนตำแหน่งของกล้อง

การเปลี่ยนข้อมูลการสอบเทียบ

การเปลี่ยนแปลงของอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน

ความผิดปกติในการแปลงพิกัด

การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งปลายทางของหุ่นยนต์

หากไม่แก้ไขสาเหตุหลัก อาจทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันเพิ่มเติมระหว่างพิกัดของระบบวิชั่นกับพิกัดของหุ่นยนต์ แม้จะปรับโปรแกรมหุ่นยนต์เพียงอย่างเดียว

ดังนั้น แนวทางที่สมเหตุสมผลยิ่งกว่าคือ

ขั้นแรก ระบุแหล่งที่มาของความเบี่ยงเบน จากนั้นจึงตัดสินใจว่าจะทำการถ่ายโอนค่าใหม่ของระบบวิชั่น ปรับตำแหน่งของอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน หรือแก้ไขโปรแกรมหุ่นยนต์

ข้อ ๙ ควรดำเนินการอย่างไรหลังจากฟื้นฟูการผลิตชั่วคราว

หากฟื้นฟูการผลิตชั่วคราวด้วยการถ่ายโอนค่าพื้นฐาน การเริ่มการผลิตจำนวนมากทันทีจึงไม่แนะนำ

ควรดำเนินการตรวจสอบแบบกลุ่มย่อยก่อน

กระบวนการควรดำเนินตามลำดับนี้

ทดสอบชิ้นส่วนเดี่ยว → ทดสอบต่อเนื่อง → สุ่มตรวจสอบ → การผลิตเต็มรูปแบบ

หัวข้อตรวจสอบหลัก ได้แก่

ความแม่นยำของตำแหน่งการเชื่อม

ความมั่นคงของการติดตามแนวรอยเชื่อม

ลักษณะภายนอกของรอยเชื่อม

การไม่เรียงตัวกันของรอยเชื่อม

ความสม่ำเสมอของการจัดวางชิ้นงาน

การเบี่ยงเบนของการรับรู้ด้วยภาพหลังการใช้งานอย่างต่อเนื่อง

ให้ดำเนินการสู่การผลิตเต็มรูปแบบก็ต่อเมื่อตำแหน่งการรับรู้ยังคงมั่นคงระหว่างการทดสอบอย่างต่อเนื่อง

ข้อ X. เมื่อใดที่ไม่แนะนำให้ปรับค่าเทียบมาตรฐานชั่วคราวหน้าสถานที่

ไม่ใช่ทุกกรณีที่ระบบการรับรู้ด้วยภาพเกิดความผิดปกติแล้วจะสามารถแก้ไขได้ที่หน้าสถานที่

หยุดการเชื่อมอัตโนมัติทันที และติดต่อผู้ผลิตอุปกรณ์หรือช่างเทคนิคผู้เชี่ยวชาญ หากเกิดเหตุการณ์ต่อไปนี้:

การเชื่อมต่อกล้องล้มเหลว

มีข้อผิดพลาดของฮาร์ดแวร์ที่รายงานโดยตัวควบคุมระบบวิชั่น

สูญเสียข้อมูลการปรับเทียบอย่างสมบูรณ์

การกระแทกหรือการชนอย่างรุนแรงที่เกี่ยวข้องกับกล้องหรือเลนส์

หุ่นยนต์ชนกับสิ่งของ

ตำแหน่งหัวเลเซอร์เปลี่ยนแปลง

ความผิดปกติของตำแหน่งศูนย์หรือพารามิเตอร์เชิงกลของหุ่นยนต์

ผลการรับรู้ภาพจากวิชั่นเบี่ยงเบนอย่างมากและต่อเนื่อง

สัญญาณเตือนความปลอดภัยถูกเปิดใช้งาน

ไม่แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์จะส่งผลกระทบอย่างไร

ไม่แนะนำให้ปรับเปลี่ยนส่วนประกอบต่าง ๆ อย่างไม่เป็นทางการเพียงเพื่อเร่งให้การผลิตกลับสู่ภาวะปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับหน่วยหุ่นยนต์ แหล่งกำเนิดเลเซอร์ วงจรความปลอดภัย หรือข้อมูลการปรับเทียบเชิงวิกฤต

XI. จะลดปัญหาความผิดพลาดของระบบการมองเห็นสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยหุ่นยนต์ได้อย่างไร

การบำรุงรักษาตามกำหนดมีความสำคัญมากกว่าการแก้ไขปัญหาหลังจากที่เกิดความผิดพลาดแล้ว

ทำความสะอาดระบบการมองเห็นเป็นประจำ

จัดทำตารางการตรวจสอบและทำความสะอาดส่วนประกอบ เช่น เลนส์และกระจกป้องกัน ตามสภาพแวดล้อมในการผลิต

ยึดโครงสร้างที่ติดตั้งกล้องให้มั่นคง

ตรวจสอบขาตั้งกล้องและสกรูยึดอย่างสม่ำเสมอ เพื่อลดการเคลื่อนตำแหน่งที่เกิดจากแรงสั่นสะเทือนเชิงกล

สำรองข้อมูลการปรับเทียบ

สำรองโปรแกรมการมองเห็นที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว พารามิเตอร์การปรับเทียบ และโปรแกรมหุ่นยนต์

จัดการสิทธิ์การใช้งาน

ห้ามบุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาตเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์การมองเห็นหรือโปรแกรมหุ่นยนต์โดยพลการ

ดำเนินการตรวจสอบความแม่นยำเป็นระยะ

ใช้ชิ้นงานมาตรฐานในการตรวจสอบการจัดแนวระหว่างตำแหน่งที่ระบุผ่านระบบภาพกับตำแหน่งจริงที่หุ่นยนต์ดำเนินการ อย่างสม่ำเสมอ

จัดทำและเก็บบันทึกการบำรุงรักษาอุปกรณ์

บันทึกข้อผิดปกติของระบบภาพ การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ รายละเอียดการปรับเทียบ และกิจกรรมการบำรุงรักษา เพื่อสนับสนุนการวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาในอนาคต

บทที่สิบสอง การเลือกระบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์: ความเสถียรของระบบภาพมีความสำคัญยิ่ง

สำหรับโครงการการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์ที่ต้องอาศัยการระบุตำแหน่งด้วยภาพ การรู้จำรอยต่อ และการเชื่อมตามเส้นทางที่ซับซ้อน ระบบภาพไม่ใช่เพียงแค่กล้องอุตสาหกรรมแบบเสริมเท่านั้น แต่ต้องผสานรวมเข้ากับหุ่นยนต์ หัวเลเซอร์ ระบบควบคุม อุปกรณ์จับยึด และกระบวนการเชื่อมอย่างแนบเนียน

ดังนั้น ในการเลือกอุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหุ่นยนต์ ผู้ใช้งานควรพิจารณาไม่เพียงยี่ห้อหุ่นยนต์และกำลังเลเซอร์เท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาประเด็นต่อไปนี้ด้วย

วิธีการระบุตำแหน่งด้วยภาพ

ความแม่นยำของการรับรู้ภาพ

วิธีการปรับเทียบ

วิธีการแปลงพิกัด

วิธีการใช้งานซอฟต์แวร์

ฟังก์ชันแจ้งเตือนความผิดปกติ

วิธีการสำรองข้อมูล

ศักยภาพในการให้การสนับสนุนทางเทคนิคหลังการขาย

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการอัตโนมัติที่ไม่ได้มาตรฐาน การตรวจสอบด้วยชิ้นงานจริงก่อนส่งมอบอุปกรณ์เป็นสิ่งจำเป็น