истории клиентов

Регулируемый вибрационный бункерный питатель с целеуказанием на основе машинного зрения позволяет обрабатывать более 400 различных моделей деталей.

Rixan Associates proposed cognex inspection system setup

Сопутствующие продукты

2D Machine Vision Systems Insight 7000 and hand holding In-Sight 9000

Системы машинного зрения In-Sight

не имеют равных по возможностям проверки, идентификации и направления деталей.

370 barcode reader held by hand

Стационарные считыватели штрихкодов

Считыватели штрихкодов с технологией машинного зрения столь же просты и доступны, как и лазерные сканеры

Использование вибрационного бункерного питателя является экономически выгодным и надежным способом подачи небольших деталей в необходимой ориентации. Тем не менее главным слабым местом вибрационных бункерных питателей является то, что в результате использования механических каналов и направляющих для ориентации деталей бункеры могут обрабатывать только одну модель из семейства подобных деталей. Казалось бы, для загрузки авиакосмических крепежных деталей в пресс идеально подошло бы решение на основе вибрационного бункерного питателя и перегрузочного робота. Но проблема заключалась в том, что для обработки 415 моделей деталей потребовались бы десятки различных питателей.

Поэтому в компании Rixan Associates, Inc. разработали уникальное решение на основе вибрационного бункерного питателя, который использует машинное зрение для замены каналов и направляющих, позволяя обрабатывать практически неограниченное количество моделей деталей в определенном диапазоне размеров. Сначала устройство, как и обычный бункерный питатель, подает детали в бункер в случайном порядке и в произвольной ориентации. Когда же система машинного зрения обнаруживает правильную деталь в правильной ориентации, она останавливает питатель и отправляет данные о положении детали роботу, который загружает деталь в пресс. Гибкая система Rixan RFS-1000 на основе вибрационного бункерного питателя, стоящая около 45 000 долларов США и уже практически прошедшая процедуру получения патента, на 20 % повышает производительность, устраняет необходимость задействования оператора и обеспечивает менее чем 12-месячную окупаемость для большинства вариантов применения.

Обеспечение производственной гибкости вибрационных бункерных питателей
Традиционные вибрационные бункерные питатели используют спиральную наклонную направляющую, закручивающуюся вверх от нижней части бункера к разгрузочному каналу. В результате возвратно-поступательных движений канала детали поднимаются вверх по направляющей. Канал оснащен препятствиями, вырезами и прочими ориентирующими приспособлениями, опрокидывающими детали с неправильной ориентацией и позволяющими проходить дальше только деталям с правильной ориентацией. Традиционно вибрационные бункерные питатели могли справляться только с одним семейством очень похожих моделей. При этом для каждой новой модели семейства требовалось изменять или регулировать препятствия и ориентирующие приспособления, что могла занять много времени. В результате вибрационные бункеры, даже с учетом их высокой эффективности и относительно невысокой цены, не рассматривались серьезно в качестве решения для обработки большого количества разных деталей.

Стивен Гаррис, президент компании Rixan Associates, решил, что последние улучшения в скорости, точности и надежности систем машинного зрения делают возможным их использование для замены каналов и направляющих вибрационных бункерных питателей, обеспечивая такую необходимую производственную гибкость питателей. Гаррис имел возможность проверить разработанную им концепцию, когда участвовал в конкурсе на поставку оборудования для потенциального клиента, обрабатывающего широкий ряд дорогих авиакосмических крепежных деталей с помощью штамповочного пресса. Ранее оператор доставал детали из бункера и загружал их в пресс в правильной ориентации. Производитель хотел автоматизировать этот процесс, поскольку оператору приходилось помещать руки в пресс, а это представляло потенциальную опасность. Кроме того, из-за повторяющегося характера работы оператору приходилось делать постоянные перерывы, что ограничивало производительность.

Описание нового решения на основе вибрационного бункерного питателя
Инженеры компании Rixan во главе с главным техническим директором Марком Баттисти разработали уникальное решение на основе питателя с 61-сантиметровым вибрационным бункером без препятствий и вырезов, вместо которых используется система отслеживания деталей. Каждая деталь, достигающая верхней части бункера, проходит по расположенной там полупрозрачной мембране, установленная над которой система машинного зрения легко идентифицирует тип и ориентацию детали. После этого правильные детали захватываются роботом, а неправильные продолжают циркулировать в бункере.

В компании Rixan выбрали систему машинного зрения Cognex In-Sight® 5401 и робота Mitsubishi Electric RV-6SL-S11, которые были интегрированы благодаря совместной проектно-конструкторской работе компаний Cognex и Mitsubishi Electric. ПО Mitsubishi Melfa-Vision включает в себя ПО для программирования робота и ПО Cognex In-Sight Explorer, позволяющее настроить робота и систему машинного зрения как единое интегрированное решение. Этот новый подход позволил использовать робота с целеуказанием на основе машинного зрения для определения местонахождения и проверки таких деталей, с которыми роботом не мог справиться самостоятельно.

В ПО Melfa-Vision входят стандартные рабочие программы для наиболее распространенных вариантов применения роботов, позволяющие даже новичками легко внедрять решения, состоящие из максимум трех роботов и семи систем машинного зрения. Инженеры компании Rixan выбрали робота Mitsubishi Electric из-за его высокой скорости (до 6 метров в секунду) и большой досягаемости. А в качестве системы машинного зрения они выбрали Cognex In-Sight 5401, поскольку она обладает до семи раз большими вычислительными возможностями по сравнению с другими моделями и захватывает до 60 полноценных 8-разрядных изображений в секунду.

Возможность программирования новых деталей за считанные минуты
Для создания решения инженеры компании Rixan сначала запустили мастер Melfa-Vision, который откалибровал робота относительно питателя. Затем они положили деталь в захватное устройство робота с идеальной для захвата ориентацией, переместили робота в положение над питателем и положили деталь на мембрану. На этом этапе инженеры научили робота захватывать деталь в необходимой ориентации и в необходимом месте мембраны. После это они запустили в мастере Melfa-Vision инструмент определения местоположения Cognex PatFind® и нарисовали прямоугольник вокруг детали на экране. Инструмент PatFind сразу же распознал деталь, установленную с нулевым углом относительно контрольной оси. Этот этап, занявший всего несколько минут, позволил запрограммировать питатель на работу с использовавшейся деталью.

С этого момента система машинного зрения может автоматически распознавать эту деталь по мере того, как она перемещается по мембране. Когда система обнаруживает деталь, она подает сигнал для остановки питателя. После этого она делает последний снимок для определения точного положения детали и рассчитывает угол, под которым деталь расположена к контрольной оси. Робот перемещается в место, где находится деталь, поворачивает захват в соответствии с ориентацией детали и поднимает ее. После того как робот заберет все подходящие детали, он отправляет питателю сигнал запуска.

Большинство обрабатываемых этой системой деталей имеют симметричную форму (по оси, проходящей между нижней и верхней частями детали), поэтому система легко идентифицирует их по силуэту с помощью задней подсветки мембраны, как описано выше. Некоторые же другие детали перед их загрузкой в пресс необходимо развернуть определенной стороной вверх. Для определения того, какой стороной вверх расположены такие детали, используется инструмент Cognex PatMax®. Для обучения системы машинного зрения достаточно просто положить деталь на мембрану с правильной ориентацией и выбрать в ПО MELFA-Vision инструмент PatMax. Если для деталей необходимо применить распознавание образов, используется направленное сверху вниз освещение. При это для некоторых деталей используется белое освещение, а для других — безбликовое поляризованное освещение.

Расположенные неправильно детали просто подаются обратно в бункер и продолжают циркулировать, пока не будут расположены правильно. Система машинного зрения способна различать детали, поэтому операторам не нужно удалять их из бункера при переключении производственной линии на другие детали. Оставшиеся после предыдущих проходов детали могут оставаться в бункере и не использоваться, пока не будет запущена соответствующая программа.

Устранение необходимости задействования оператора и повышение производительности на 20 %
Производитель крепежных деталей изначально заказал одну питательную систему Rixan и запрограммировал ее на обработку небольшого количества деталей. Но первая система была настолько успешна, что это производитель уже приобрел еще две системы и в настоящий момент проводит их программирование на обработку всего диапазона деталей. Система немного медленнее, чем работающий на полной скорости оператор, но поскольку ей не надо делать перерывы, общее увеличение производительности по сравнению с ручной работой составляет 20 %. Система машинного зрения также не допускает ошибок, возможных при подаче деталей вручную, например подачи детали на пресс в неправильном направлении, что может вызвать повреждение оборудования и значительные простои.

«Ключевыми факторами успеха этого решения являются простота настройки, точность и надежность систем машинного зрения Cognex In-Sight, — заявляет Гаррис. — Клиент остался невероятно доволен рабочими характеристиками системы, а также тесным взаимодействие между системами машинного зрения и роботами. А использующийся для распознавания деталей инструмент PatMax намного быстрее и точнее других имеющихся на рынке инструментов такого класса, которые мы видели. И, наконец, простота интеграции систем машинного зрения Cognex и роботов Mitsubishi между собой значительно сокращает время, необходимое на разработку программных решений для роботов с целеуказанием на основе машинного зрения, а в некоторых случаях позволяет вообще не писать ни строчки кода. Благодаря роботам с машинным зрением теперь стало возможным эффективное и экономически выгодное использование вибрационных бункерных питателей для автоматизации обработки большого количества различных деталей».

Для получения более подробной информации о прикладных решений Cognex :

Связанные Истории клиентов

Рекомендуемые когнекс продукты

ПОЛУЧИТЕ ДОСТУП К ПОДДЕРЖКЕ И ОБУЧЕНИЮ ДЛЯ ПРОДУКЦИИ И БОЛЕЕ

Присоединяйся к MYCOGNEX

У ВАС ЕСТЬ ВОПРОСЫ?

Представители Cognex доступны во всем мире, чтобы поддерживать ваше видение и потребности в чтении штрих-кода в промышленности.

Обратная связь