Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Naprostá kontrola v hromadné výrobě a strojové vidění

Pojmy just in timetotal quality jsou „zaklínadla“ moderního řízení výroby a zároveň neúprosné požadavky na subdodavatele, jejichž nesplnění vede k penalizaci nebo ukončení spolupráce. Dodání materiálu a dílů těsně před začátkem výrobní operace umožňuje konečnému výrobci snížit zásoby a zlevnit logistiku. Naprostá kvalita (total quality), tedy nulový počet zmetků v dodávce, umožní vypustit vstupní kontrolu. Takto ušetřené náklady nejsou zanedbatelné.

Pro subdodavatele to však znamená přejít ze statistické kontroly kvality produkce na kontrolu každého vyrobeného kusu, tedy naopak zvýšení nákladů. V případě hromadné produkce tisíců výrobků by se manuální kontrola stala největší položkou nákladů na výrobu. Navíc člověk vnáší do procesu kontroly výraznou chybovost. Jediným řešením je kontrolní stroj.

Strojové vidění je vynikajícím prostředkem pro realizaci naprosté kontroly výroby. Kontrola je rychlá, bezdotyková a neinvazní, lze ji plně automatizovat a snadno přizpůsobovat změnám ve výrobě.

Jako příklad kontrolního stroje využívajícího strojové vidění uveďme zařízení pro kontrolu jednoduchého výrobku: ocelové tyčky o průměru 6 mm. Tyčky jsou vyráběny v několika délkách od 132 do 176 mm a na jedné straně jsou opatřeny zápichem. Délka tyčky má být měřena s chybou do 0,25 mm, rozměry zápichu s chybou do 0,1 mm. Je třeba zkontrolovat přibližně 10 000 tyček za hodinu, takt kontroly je tedy asi 0,3 s. Jde o samostatný kontrolní stroj s ručně plněným zásobníkem a tříděním tyček na vyhovující a nevyhovující.

Konstrukce testovacího stroje se odvíjí od požadované rychlosti testování. Na obr. 1 je ukázána dvojice unášecích kol, která vyzvedává tyčky ze zásobníku a plynulým pohybem je přesune pod kamery. V okamžiku, kdy je tyčka ve vhodné pozici pro pořízení snímku, se aktivuje optická závora, která spustí kamery.

Jsou použity nenákladné kamery s relativně malým rozlišením 640 × 480 obrazových bodů (pixel), které zabírají obraz o rozměrech přibližně 14 × 10 mm. Na jeden pixel v kameře se tedy z roviny obrazu promítne plocha přibližně 0,03 × 0,03 mm. Při použití algoritmů subpixelového rozlišení je možné stanovit pozici hrany objektu v obraze s neurčitostí do 0,01 mm. Tato hodnota zaručuje, že měření rozměrů zápichu i délky tyčky, která je vypočtena z hodnot naměřených dvěma kamerami, bude dostatečně přesné.

Protože rozdíl mezi nejdelším a nejkratším dílem je 44 mm, nevešly by se ve všech případech oba konce tyček do zorného pole kamer. Proto jsou ve stroji celkem čtyři kamery, které zaručují, že konce tyčky jsou v každém případě v zorném poli některé z kamer.

Obrázky z kamer jsou zpracovány v panelovém PC. Podle výsledku kontroly je aktivována elektromagnetická klapka umístěná pod unášecími koly a synchronizována s jejich pohybem tak, aby třídila spadávající tyčky na vyhovující a nevyhovující. Na displeji panelového PC jsou informace o chodu stroje, statistika kontroly a další údaje.

Stroj zkonstruovala, včetně návrhu softwaru, a vyrobila firma FCC průmyslové systémy, která pracuje v oblasti strojového vidění již od roku 2004. S jakýmkoliv dotazem týkajícím se systémů pro naprostou kontrolu výroby využívajících strojové vidění se obraťte na libovolnou kancelář společnosti FCC průmyslové systémy v Čechách nebo na Slovensku.

(FCC průmyslové systémy)

Obr. 1. Stroj pro optickou kontrolu rozměrů tyček

Obr. 2. Snímek konce tyčky se zápichem