汽车策动机在多个临盆站间传送,并依序组装。在此进程中,汽缸体拆卸上活塞和曲轴。另外,阀和摇杆安装到汽缸盖上。一旦这两个子组件构建好,它们便经由过程如推杆之类的机械联动装配,鄙人一步组装之前联合在一路。
虽然组装进程中的许多环节是自动化的,然则曩昔依然需求手动执行若干检讨法式,以确保两个子组件接合在一路后,策动机中的特定机械组件和衔接处于正确的位置。今朝,视觉系统正在促使这些流程的自动化中施展着主要作用,消弭之前可能因为操作人员委靡而发生[fā shēng]的任何潜在毛病。
一家柴油策动机制作商需求一套专门的系统,要求该系统能自动检测安装在其柴油策动机上的症结部件,这家柴油策动机制作商找到了美国RedViking公司。该公司开发出了一套完全自动化系统来知足此义务的需求。尽管公司的流水线上只临盆三种型号的策动机,这些型号的变体数目意味着系统需求有足够的灵巧性以顺应所无情况。
在评价使用接触式测量系统或激光扫描仪的可能性后,RedViking公司最终选择了基于安装在机械人手臂上的智能相机树立一套视觉检测系统(见图1)。在检讨进程中,机械人环绕策动机组件挪动相机,以捕捉[bǔ zhuō]策动机中症结部件的图像,同时避开可能遮挡相机视野的任何其他组件。这样做之后,系统剖析图像,以确定症结部件是否存、所处位置是否正确。检讨结果经由过程人机界面在进程中凸起显示给操作人员。
图1:RedViking公司开发出了一套基于视觉的机械人检讨站,以确保在策动机拆卸进程中症结组件的存在和正确的拆卸位置。
策动机总成
在柴油策动机中,线性运动由衔接到汽缸体内曲轴的活塞转化为扭转运动。跟着每一个活塞在策动机冲程中运动,一对在汽缸盖上的进气阀和排气阀打开和关闭,使空气被吸入到策动机中而废气被排出。策动机中阀门的打开和关闭经由过程凸轮轴的连杆机构来掌握。当凸轮轴动弹时,机械推杆将凸轮轴端部凸轮发生[fā shēng]的往复运动,传送到安装在汽缸盖上的摇杆(见图2)。
图2:因为十字头(别名轭)、十字头套筒和推杆在拆卸进程中的某个阶段为松合营,对各组件进行检讨以确保它们存在而且[ér qiě]处于正确的位置,至关主要。
摇杆经由过程机械十字头或桥,压缩和释放进气阀和排气阀上的弹簧。十字头位于阀杆顶部,使得摇杆可以同时驱动两个阀门,而嵌合在十字头顶部的十字头套筒充任枢轴,许可十字头以预定的序列打开和关闭排气阀和进气阀(见图3)。
图3:摇杆经由过程机械十字头或桥,压缩和释放进气阀和排气阀上的弹簧。十字头位于阀杆顶部,使得摇杆可以同时驱动两个阀门,而嵌合在十字头顶部的十字头套筒充任枢轴,许可十字头以预定的序列打开和关闭排气阀和进气阀。
在策动机拆卸进程中,十字头、十字头套筒定位在汽缸盖中阀门的顶部,在此之后,摇杆放在十字头套筒的顶部并固定。当汽缸体衔接到汽缸盖,曲轴推杆被定位,这样使得摇杆末尾的球头拆卸到推杆端部的套筒中。
因为十字头、十字头套筒和推杆在拆卸进程中的某个阶段为松合营,对各组件进行检讨,以确保它们存在,而且[ér qiě]都未错位是至关主要的。因为任何不成接受的容差都可能招致策动机故障。
自动检测
曩昔,都是经由过程人工检讨部件。在检讨进程中,操作人员要俯视策动机内,肉眼确定机械部件是否正确定位,并标志[biāo zhì]出那些未被正确定位的部件。然而,这类高度劳动密集型的进程很容易失足。
RedViking公司开发的视觉系统,复制晚期人工检讨的规范,而且是以加倍可重复、更不容易失足的体式格局来完成。斟酌到拆卸厂临盆的策动机的变体数目,必需[bì xū]首先让系统进修,以确定拆卸线上所有变体的十字头、十字头套筒和推杆的位置。
在教授教养进程中,放置在六轴机械人末尾执行器上的美国康耐视公司的800×600像素In-Sight7000视觉系统,被挪动到引擎周围的特定位置。以延续的体式格局捕捉[bǔ zhuō]安装在每一个汽缸顶部的十字头和十字头套筒的图像,和安置[ān zhì]推杆顶部球头的套筒壳体的图像。
症结部件的图像由一组视觉软件对象进行剖析,这些对象预装在康耐视In-Sight视觉系统中。康耐视的In-SightExplorer电子表格用来设置装备摆设视觉对象,剖析它们所创立的数据,将剖析结果从In-Sight视觉系统传输到运转系统的美国AllenBradley公司的CompactLogixPLC中。
使用In-SightExplorer软件中的CognexPatMax图样婚配对象,该系统被训练搜索两幅图像内的图样,并识别图像中代表十字头、十字头套筒和推杆的特定图样。经由过程为视觉系统提供任何每台策动机组件的位置变量,包罗浩瀚可接受和不成接受的,有可能界说特定的数值规模,该规模中组件的位置和朝向是可接受的。
在检讨进程中,可以使用康耐视PatFind视觉系统软件对象识别组件,并与系统中的型号相婚配。找到婚配之后,该系统可确定该部件的朝向是否在先前所界说的可接受限值内,或许所测量的参数是否偏离。
软件解决方案
当一台策动机抵达拆卸线上的检讨站时,工场收集发送策动机的具体类型和版本到系统,然后在邻近运转Allen-BradleyPanelView的人机界面上显示。一旦吸收到该数据,CompactLogixPLC在策动机上降下罩壳,以限制进入工作站的自然光量。
CompactLogixPLC编程具有与每种特定策动机相联系关系的特定位置信息,然后指示机械人手臂挪动机械人末尾执行器上的康耐视In-Sight相机,到与策动机相邻的几个位置的首个位置(见图4)。一旦就位,它便捕捉[bǔ zhuō]与第一个汽缸相联系关系的十字头和十字头套筒的侧视图。
图4:在策动机检讨进程中,PLC指示机械人挪动机械人末尾执行器臂上的康耐视Insight相机到策动机上的几个位置。十字头和十字头套筒和推杆套筒的图像,被顺次捕捉[bǔ zhuō]并经由过程In-Sight系统进行剖析,以确定它们是否存在、位置和朝向是否正确。
随后,In-Sight软件找到一个已知参考点,从该点可以确定十字头套筒和十字头的位置。之后,康耐视PatFind图样婚配对象确保零件都存在,在正确的位置而且[ér qiě]朝向正确。要做到这些,PatFind对象剖析图像中的每一个部件和已知基准的几何信息,并计较它们的空间关系。
PLC沿策动机挪动机械人末尾执行器,并在此时代顺次测量每一个十字头和十字头套筒的取向。每幅图像顺次处置,直到已检讨所有的组件。一旦系统完成十字头和十字头套筒检讨义务,CompactLogixPLC挪动机械人臂到策动机的另外一侧,顺次捕捉[bǔ zhuō]推杆套筒的图像,并以相似的体式格局进行剖析。
可视化结果
为了在检讨进程中使操作人员可以看到任何策动机中的组件是否及格,RedViking公司创立了每种策动机的示意代表图,使得操作人员就像直接俯视所看到的一样。在检讨进程中,代表图凸起显示阀十字头、十字头套筒和套筒的位置,可以在Allen-BradleyPanelView人机界面上查看,提供每次检讨的及格/不及格信息。
只需相机上运转的In-Sight视觉处置软件确定特定组件是在可接受的限值内,In-Sight智能相机便发送及格旌旗灯号到PLC。基于相机在该图像捕捉[bǔ zhuō]点的已知位置,PLC随后指令Allen-BradleyPanelView人机界面系统,在策动机的代表图上,以绿色圆形标志凸起显示已经由过程检讨的区域。假如有任何组件落在那些限值之外,不及格旌旗灯号发送到PLC,指令Allen-BradleyPanelView人机界面系统以白色凸起显示区域(见图5a和5b)。
图5:(a)当视觉系统软件确定某个组件在可接受的规模内时,策动机上组件的位置以绿色凸起显示。(b)假如某个组件是在及格规模之外,其位置以白色凸起显示。
假如所有的组件经由过程检讨,那末策动机继续沿临盆线下行,对其执行进一步的组装操作。假如系统只是探测到单一故障,策动机便被送到手艺人员处纠正故障,再将策动机从新送回到拆卸线中。
由视觉系统捕捉[bǔ zhuō]的每一个策动机组件的图像,也经由过程以太网接口保留[bǎo liú]到当地[dāng dì]PC,并标志[biāo zhì]上检讨结果,和识别信息(例如时间、日期和策动机序列号)。这些信息有助于操作人员识别任何可能的故障原因,也为工程师们提供了一种体式格局,可以验证后续被识别为出缺陷的任何策动机,是否是因为组装进程中后续阶段任何被检讨组件的挪动超越[chāo yuè]公役规模所惹起的。文章转载来自《视觉系统设计》
