Vision-System prüft Ventilbaugruppe

Die Inspektionssoftware bewertet jedes Bild, um sicherzustellen, dass alle Messungen den kritischen Maßstandards entsprechen und innerhalb einer Toleranz von 0,08 Millimetern liegen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Teledyne DALSA

Die Hauptskala dreht sich, sodass jedes Ventil im Blickfeld von zwei Sichtkameras bewegt wird, die die Baugruppe auf Höhe, Ausrichtung, Konzentrizität und Rundlauf prüfen. Foto mit freundlicher Genehmigung von Teledyne DALSA

Die Kamera Genie Nano M4020 bietet eine Auflösung von 4.112 x 3.008 Pixel und Bildaufnahmeraten von bis zu 20 Bildern pro Sekunde. Foto mit freundlicher Genehmigung von Teledyne DALSA

Matrix Industrial Automation hat seinen Hauptsitz in Bartlett, IL, einem westlichen Vorort von Chicago, und entwirft und baut robuste industrielle Automatisierungssysteme. Das im Jahr 2000 gegründete Unternehmen ist ein autorisierter FANUC-Systemintegrator und hat Systeme für unzählige Branchen gebaut, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und Konsumgüter.

Häufig kombinieren diese Systeme schlüsselfertige Automatisierung mit den neuesten Bildverarbeitungstechnologien. Durch den Einsatz automatisierter Inspektion stellen die Systeme sicher, dass Hersteller höchste Effizienz und Präzision in der Produktion realisieren.

Ein Matrix-Kunde stellt Ventilbaugruppen her, die den Benzinfluss in einen Vergaser regulieren sollen. Die Baugruppe besteht aus zwei Teilen: einem Ventilkörper, den der Hersteller herstellt, und einer speziellen Gummispitze, die für den Kontakt mit Kraftstoff ausgelegt ist und von einem Drittanbieter hergestellt wird.

Der Hersteller wandte sich an Matrix, um ein automatisiertes System zur Montage der Teile und zur Prüfung ihrer Genauigkeit zu entwickeln. Der bestehende Produktionsprozess des Kunden nutzte ein manuelles Messgerät, um Baugruppen bei Stichprobenkontrollen zu messen. Dies war eine besondere Herausforderung, da jede Baugruppe etwas mehr als 0,5 Zoll lang ist. Der Hersteller wünschte sich einen zuverlässigeren und weniger zeitaufwändigen Ansatz zur Qualitätskontrolle.

„Unser Ziel war es, ein umfassendes System zu entwerfen, das Montage und Inspektion nahtlos kombiniert“, erklärt Pascal Agneray, der Matrix-Maschinenbauingenieur, der das System konzipiert hat. „In dem automatisierten System, das wir gebaut haben, bewegen sich die Ventilkörper entlang einer Schwerkraftbahn zu einem kleinen, servoangetriebenen Drehknopf, der sie einem größeren, achtstufigen Hauptdrehknopf zuführt. Auf diesem Drehknopf wird jeder Ventilkörper durch einen an Ort und Stelle gehalten Satz nockenbetätigter Backen. Die Gummispitzen bewegen sich auf ähnliche Weise wie ein zweiter servogetriebener Vereinzelungsmechanismus, der jede Spitze ergreift, sie dann auf die Oberseite des Ventilkörpers drückt und dreht.

„Die Hauptskala arbeitet in einer schnellen Indexbewegung über die Einrichtung von Reduzierstück und Servomotor. Sobald also jeder Ventilkörper und jede Gummispitze zusammengebaut ist, bewegt sie sich im Blickfeld von zwei Kameras, die Bilder der Baugruppe aufnehmen, die auf Höhe, Ausrichtung und Konzentrizität analysiert werden sollen.“ und Rundlauffehler. Der gesamte Zyklus dauert nur 1,5 Sekunden, wobei täglich Zehntausende Teile montiert und geprüft werden.“

Das Inspektionssystem umfasst zwei Teledyne DALSA Genie Nano M4020-Kameras, die eine Auflösung von 4.112 x 3.008 Pixel und Bilderfassungsraten von bis zu 20 Bildern pro Sekunde bieten. Mit einem kleinen Formfaktor, der eine Platzierung auch in engen Räumen ermöglicht, sind die beiden Kameras im rechten Winkel positioniert, um Bilder der Ventilbaugruppe von zwei Seiten zu ermöglichen.

Wenn jedes Objekt das Sichtfeld durchquert, werden die Kameras automatisch ausgelöst. Die eingebettete iNspect Express-Software bewertet jedes Bild, um sicherzustellen, dass alle Messungen den kritischen Maßstandards entsprechen und innerhalb einer Toleranz von 0,08 Millimetern liegen. Gleichzeitig analysiert die Software jedes Bild auf Unregelmäßigkeiten in der Baugruppe selbst, wie z. B. Verformungen am Ventil oder an der Gummispitze, die möglicherweise in früheren Produktionsphasen aufgetreten sind.

Statistische Prüfdaten werden über eine Schnittstelle an die SPS gesendet. Nachdem sich die Hauptskala an den Kameras vorbeigedreht hat, werden die zusammengebauten Teile, die die Prüfung bestanden haben, über eine Rutsche in einen Container geschickt. Alle Teile, die nicht den Kundenstandards entsprechen, werden durch ein Vakuum ausgeworfen und entsorgt.

„Wir haben uns für die Genie Nano-Kamera von Teledyne DALSA entschieden, weil sie die für diese Anwendung erforderlichen hohen Bildraten und Auflösungen bietet“, fährt Agneray fort. „Mit einer engen Toleranz von 0,08 Millimetern wollten wir eine hohe Auflösung und eine hervorragende Bildqualität, um die größtmögliche Genauigkeit zu gewährleisten, und der Genie Nano liefert eine Auflösung von 9 Megapixeln, weitaus besser als die 3 Megapixel, die ein Konkurrenzsystem bietet.“

Die eingebettete iNspect Express-Software ist für die Leistung des Kamerasystems von entscheidender Bedeutung und sorgt dafür, dass jedes Bild schnell ausgewertet wird.

„Das war unsere erste Erfahrung mit einem System von Teledyne DALSA“, erklärt Kameron Zulfic, der Matrix-Anwendungsingenieur, der die Steuerung und Programmierung für das Projekt entwickelt hat. „Das gesamte Bildverarbeitungssystem war einfach zu konfigurieren und bereitzustellen. Wir konnten die Standardtools von iNspect verwenden, um von Anfang an die Daten zu erhalten, die wir benötigten, und dann die Skriptfunktion der Software zur Anpassung nutzen.“

„Es war wichtig, unserem Kunden ein benutzerfreundliches und intuitiv bedienbares System zur Verfügung zu stellen. Wir wollten sicherstellen, dass die Software für den Kunden nach Abschluss der Installation leicht zu navigieren ist.“

Die iNspect Express-Software bietet die erforderliche Leistung und Vielseitigkeit, um eine Reihe von Fertigungsanforderungen in allen Arten von Umgebungen zu erfüllen. Darüber hinaus gewährleisten die erweiterten Funktionen der Software präzise Messungen sowie Roboterführung, Fehlererkennung, Codelesung und Farbprüfung.

2 „Das komplette System ist seit mehreren Monaten beim Kunden im Einsatz und unser Kunde war mit der Montage- und Inspektionsqualität sehr zufrieden“, schließt Agneray. „Tatsächlich erwägt der Kunde nun, das aktuelle Design mit einem zusätzlichen Kamerasystem zu erweitern, um jede Ventilbaugruppe von oben mit einem Spezialobjektiv zu prüfen. Ihr Ziel ist es, mögliche Fehler in der Gummispitze zu identifizieren, die in den aufgenommenen Bildern schwer zu erkennen sind.“ die Seiten."

Weitere Informationen zu automatisierten Montagesystemen finden Sie unter https://matrixdesignllc.com.

Weitere Informationen zu Bildverarbeitungssystemen finden Sie unter www.teledynedalsa.com.