истории клиентов

Обновление сборочной линии повышает рентабельность

Renault France

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.

Fixed-mount barcode readers

Стационарные считыватели штрихкодов

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

Датчики Cognex In-Sight® проверяют качество лазерной сварки на заводе Renault в Сандувиле

Cognex Corporation (NASDAQ: CGNX), ведущий мировой поставщик видеодатчиков, систем машинного зрения и считывателей штрихкодов, представляет пример использования промышленного машинного зрения в автомобильной отрасли. Внедренная на заводе Renault в Сандувиле, эта система используется для проверки наличия дефектов лазерной сварки, которые иногда приводят к тому, что уже собранные автомобили приходится отправлять на металлолом. Далее приведен пример того, каких результатов можно добиться благодаря использованию промышленного машинного зрения для проверки качества деталей на производственной линии перед дальнейшей сборкой.

Завод Renault LHA расположен в городе Сандувиль в Верхней Нормандии, а если точнее, то в портовой и промышленно-индустриальной зоне Гавра (департамент Приморская Сена). Этот крупный кузовостроительный и сборочный завод ориентирован на производство флагманских автомобилей компании: весь ряд модели Laguna, а также Vel Satis и Espace IV. На заводе, являющемся основным местом выпуска указанных моделей и занимающем общую площадь в 152га (из которых 60га застроены), работает около 6000сотрудников.

На территории завода имеется четыре основных производственных подразделения — штамповки, обработки листового металла, окрашивания и сборки, а также восемь других подразделений и отделов, выполняющих вспомогательные функции. Производственные мощности завода позволяют выпускать 1900автомобилей в день. Этот завод в Сандувиле стал в декабре 1998г. первым предприятием группы компаний Renault, прошедшим сертификацию ISO 14001*.

Описываемая здесь система машинного зрения была установлена в штамповочном цехе. В этом цехе изготавливают листовые металлические детали, из которых собирают кузова автомобилей. В цехе размещаются линии резки металла, оборудование для сборки и сварки листов, а также листовой штамповки. Материалы из штамповочного цеха передаются в цех обработки листового металла, в котором выполняется сборка различных деталей кузова. Затем кузовные детали передаются в окрасочный цех, после чего выполняется их окончательная сборка.

Установленная система машинного зрения предназначена для проверки правой и левой боковин кузова автомобилей Laguna. Таким образом, система может проверять сразу четыре разных детали.

Каждая боковина кузова состоит из двух деталей, соединенных с помощью лазерной сварки. Именно в процессе лазерной сварки могут возникать дефекты, которые необходимо обнаруживать. Во время различных штамповочных операций, с помощью которых деталям придается необходимая форма, могут возникать большие или частичные трещины. Поскольку в конце линии детали размещают для хранения вручную, детали с такими дефектами легко определить и удалить.

Но не так просто найти небольшие отверстия, формирующиеся вдоль сварочных швов, ведь их размеры иногда могут быть меньше 0,33мм. Если в конце линии не обнаружить отверстие и не удалить деталь, такой дефект может вызывать трещины во время штамповки, которые приводят к различным проблемам, серьезно понижающим производительность сборочной линии. Иногда даже небольшого отверстия достаточно, чтобы уже окрашенный кузов не имел товарного вида.

Если такие дефекты не обнаружить перед сборкой автомобиля, это может привести к серьезным финансовым затратам из-за сложности ремонта. А иногда вообще не остается другого выхода, кроме как отправить кузов на металлолом.

Проверка сварочных швов раньше осуществлялась несколькими операторами, которым приходилось работать с большими и крупными деталями: боковина кузова автомобиля имеет около 3,4метра в длину и 1,6метра в длину, веся при этом около 30кг. Для выполнения этой операции они устанавливали источник света с одной стороны детали, а с другой стороны проверяли, проходит ли через деталь свет, указывая на наличие трещин или отверстий. Подобная форма контроля даже при идеальном выполнении не позволяла обнаружить отверстия очень малого диаметра.

Эту проверку успешно проходило огромное количество дефектных деталей, поэтому необходимо было найти решение, способное в корне изменить ситуацию и обеспечивающее постоянную надежную проверку автомобильных кузовов.

Патрис Дюмон занимает на заводе Renault в Сандувиле должность менеджера по автоматизированным системам. Он работает в отделе штамповки децентрализованного подразделения разработки автомобилей (DIVD), который закреплен за техноцентром Renault в Сен-Кантен-ан-Ивелин.

Какое-то время назад Патрис принял участие в семинаре компании Cognex, работающей в сфере машинного зрения. Он понял, что уже широко используемые в промышленности системы машинного зрения являются лучшей альтернативной каким-либо другим процедурам контроля и могут стать решением проблемы. Они делают многие задачи, обычно выполняемые операторами, намного проще. Кроме того, на машинное зрение не влияет такой присущий человеческому зрению фактор, как усталость, то есть системы машинного зрения могут обеспечивать постоянную качественную проверку с большей производительностью.

Патрис решил оценить решения на основе систем промышленного машинного зрения и обратился к компании-интегратору оборудования для завода Renault в Сандувиле. Перед ним была поставлена задача предложить систему машинного зрения с полным соответствием конкретным условиям применения и возможностью быстрого изготовления прототипа для первого испытания. Были приглашены несколько производителей систем машинного зрения. В компании Cognex быстрее всего отреагировали на запрос, предложив решение из ассортимента датчиков машинного зрения In-Sight®.

В июле 2002г. был испытан прототип. Результаты испытаний были очень убедительными: система продемонстрировала 100 %-ю правильность, то есть датчики машинного зрения обнаружили все дефекты. Были подписаны соответствующие соглашения, и компания Renault заказала первый тестовый комплект. В спецификациях заказчика было указано, что система должна обнаруживать отверстия диаметром от 0,33мм. В действительности же оказалось, что система демонстрирует еще большую обнаруживающую способность.

Первый тестовый комплект был запущен в эксплуатацию в середине 2003г. Второй тестовый комплект меньших размеров был позже заказан для проверки каркаса боковин кузовов для моделей Laguna, Vel Satis и Espace на другой линии. Каждый тестовый комплект состоял из 4датчиков машинного зрения Cognex In-Sight.

Тестовый комплект для проверки боковин кузовов

Первый тестовый комплект представляет собой раму длиной около 5м, шириной около 2метров и массой 5тонн. Он оснащен платформой толщиной 5см для удержания конструкций, на которые помещаются проверяемые детали, а также системой задней подсветки со светодиодными индикаторами. Тестовый комплект перемещается в необходимое положение с помощью моста в конце штамповочной линии каждый раз при запуске производства кузовов модели Laguna.

Над платформой рамы на поперечных опорных балках установлены четыре камеры Cognex In-Sight 1000 в защитных корпусах. Контрольный экран закреплен на одной из сторон тестового комплекта в блоке, в котором также установлена система управления. С другой стороны комплекта прикреплена система маркировки дефектных деталей.

Проверяемые детали — это боковины кузовов длиной около 3,4м, шириной около 1,6метра и массой около 30кг. Они помещаются на специально предназначенные для этого опоры с помощью робота. Система проверяет две области размерами около 10см в длину и 5см в ширину с перекрытием. Две камеры системы установлены пол углом в 45° к детали U-образной формы, внутри которой размещается область сварки.

Эти камеры способны обнаруживать даже очень слабый свет системы задней подсветки, проходящий через любые отверстия, диаметр некоторых из которых составляет всего одну десятую миллиметра.

Если деталь успешно проходит проверку, соответствующий результат отображается на экране контроля. Если же система признает деталь дефектной, соответствующий результат также отображается на экране, загорается красный индикатор в конце линии (для каждого дефекта) и, наконец, эта деталь помечается струей краски, что означает прекращение ее использования.

Определяющим фактором в этом проекте была скорость проверки. Все операции, а это размещение детали, захват изображения, его анализ, обнаружение дефектов и маркировка детали, ни в коем случае не должны были снизить скорость производства. На этом этапе системы Cognex наглядно продемонстрировали свое преимущество: в подписанных соглашениях была заявлена скорость производства в 900деталей в час, в то время как традиционный способ поверки обеспечивал скорость в 420деталей в час для боковин кузовов и 850деталей в час для каркаса боковин.

Система подсоединена к ПК с жестким диском для сохранения фотографий обнаруженных дефектных деталей в течение более одного года. Это дает возможность анализировать обнаруженные детали позже, а также помогает прослеживать детали и выполнять мониторинг различных смен (дни, часы, камеры 1 и 2 и т.д.).

Простота эксплуатации

Целью этого проекта было нахождение способа автоматизации проверки сварных швов и создание соответствующей системы. Принцип проверки заключается в подсвечивании проверяемой области. При этом логично было прибегнуть к использованию камеры для обнаружения лучей света, пробивающихся через область сварки. Тем не менее для использования решения в промышленных масштабах необходимо было убедиться в его соответствии определенным требованиям. Во-первых, инструменты для обработки захваченных изображений должны были быть достаточно эффективными — то есть точными и надежными — для распознавания всех типов дефектов, даже тех, которые тяжело обнаружить невооруженным взглядом. Во-вторых, они должны были гарантировать 100 %-ю проверку без снижения скорости производства.

«Нам пришлось научить систему правильно находить дефекты», — заявляет Патрис Дюмон. «Это осуществлялось последовательно и одновременно с тем, как мы ознакамливались с системой. После того как мы внесли в память системы параметры дефектов, которые необходимо обнаруживать, точность распознавания составила 99,99%», — добавляет он.

Основной проблемой, с которой необходимо было справиться, было окружающее освещение. Из-за наличия в цехе освещения, ориентации и текстуры (глянцевые поверхности) проверяемой области, возникающие на деталях отражения иногда нарушали работу и приводили к обнаружению несуществующих дефектов. Эта проблема была решена путем установки занавесок в конце линии.

Теперь система гарантирует достоверность результатов проверки сварных швов для всей продукции: как для боковин кузовов, так и каркаса боковин. По достижении абсолютной точности проверки стало возможным быстро идентифицировать дефектные детали и удалять их в конце штамповочной линии. «Настал конец тем временам, когда весь кузов приходилось отправлять на металлолом, — заявляет Патрис Дюмон. — Экономия только на этом этапе полностью оправдывает вложения. Тот факт, что машинное зрение позволяет контролировать сразу четыре детали, также влияет на повышение рентабельности».

Этот способ проверки сварных швов с помощью инструментов промышленного машинного зрения представляет интерес и для других производственных процессов и, скорее всего, будет широко использоваться в дальнейшем. Кроме того, был получен патент на используемый принцип проверки.

Связанные Истории клиентов

Рекомендуемые когнекс продукты

GET ACCESS TO SUPPORT & TRAINING FOR PRODUCTS & MORE

Join 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
Loading...