向世界領(lǐng)先的汽車公司提供元件絕對不允許出現(xiàn)錯(cuò)誤。這就是 Miniature Precision Components(MPC)公司在其位于威斯康辛州的Prairie du Chien工廠采用三臺(tái)視覺傳感器校正油蓋自動(dòng)化裝配錯(cuò)誤的原因。該工廠擁有41臺(tái)成型機(jī)，規(guī)格范圍為25至550噸，占地面積為10萬平方英尺，約有450名員工。MPC的四個(gè)生產(chǎn)車間每年的產(chǎn)值大約為1.67億美元，專門向汽車和商業(yè)行業(yè)提供高質(zhì)量的注塑元件和總成件。在MPC，質(zhì)量是永恒的追求目標(biāo)。事實(shí)上，自1989年以來，該制造商一直是福特Q1的首選供應(yīng)商，并且獲得了其他汽車公司的許多供應(yīng)商獎(jiǎng)，例如通用、尼桑、哈雷?戴維森和克萊斯勒汽車。除了油蓋之外，該工廠還生產(chǎn)一系列其他熱塑性元件和總成件，包括PCV閥門、節(jié)溫器蓋和用于排放控制系統(tǒng)的快接端口。通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制“我們通過自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量控制，并且在過去7年間，機(jī)器視覺一直是我們自動(dòng)化戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵要素，”MPC生產(chǎn)工程經(jīng)理ShaneHarsha解釋說。自動(dòng)化油蓋裝配系統(tǒng)就是一個(gè)典型的例子。最近，MPC自動(dòng)化及模具工程師Brian Champion采用康耐視公司提供的Checker視覺傳感器彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模具和傳感器技術(shù)的不足。這項(xiàng)升級(jí)措施非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，并且可重復(fù)性實(shí)現(xiàn)了極大的改進(jìn)，從而提供更高效的無缺陷油蓋生產(chǎn)。“因?yàn)镃hecker視覺傳感器的設(shè)置如此簡單，安裝如此容易，它們?yōu)楦鞣N檢驗(yàn)提供了非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的解決方案，相比之下，傳統(tǒng)傳感器性能不可靠，完全成熟的視覺系統(tǒng)又太昂貴，”Harsha解釋說。
生產(chǎn)數(shù)以百萬計(jì)的油蓋MPC油蓋裝配系統(tǒng)將O型圈密封墊安裝進(jìn)模制的熱塑蓋子中，然后在蓋頂上印字。該系統(tǒng)使用兩個(gè)振動(dòng)圓盤送料器，直徑大約為4英尺。一個(gè)添加O型圈，另一個(gè)將油蓋添加到流程中。每個(gè)振動(dòng)圓盤進(jìn)料器包含一個(gè)大圓盤，其側(cè)壁上有螺旋匝道。當(dāng)圓盤振動(dòng)時(shí)，所有元件沿著匝道上升，到達(dá)直排輸送帶。在直排輸送帶末端，拾放臂將O型圈送到旋轉(zhuǎn)裝配盤上的第一個(gè)工作站。當(dāng)O型圈被加載到裝配盤設(shè)備后，將進(jìn)入第二個(gè)工作站。在那里，另一個(gè)直排輸送帶將空白蓋子從另一個(gè)振動(dòng)圓盤送料器添加到第二個(gè)拾放臂上，然后，該拾放臂便將蓋子壓在所加載的密封墊頂上。然后，裝配好的蓋子和密封墊繼續(xù)在裝配盤上移動(dòng)經(jīng)過移印和最終檢查站，以完成生產(chǎn)流程。控制元件的方向
嚴(yán)格控制O型圈和蓋子的方向非常關(guān)鍵，以確保密封墊的安裝適當(dāng)。這樣，成品油蓋才能如預(yù)期發(fā)揮其功能。在移印之前，蓋子還必須保持正確的方向，以滿足嚴(yán)格的質(zhì)量要求。由于蓋子裝配系統(tǒng)中的硬模技術(shù)和傳統(tǒng)傳感器經(jīng)證實(shí)不可靠，因此，MPC選擇了三臺(tái)Checker視覺傳感器，以確保O型圈和蓋子的方向正確。第一臺(tái)傳感器探測振動(dòng)圓盤送料器和直排輸送帶之間的反向O型圈。
第二臺(tái)視覺傳感器檢查在蓋子壓上之前O型圈在裝配盤設(shè)備上的定位是否正確。第三臺(tái)視覺傳感器確保在裝配和印字之前蓋子的方向正確。“ H操作員需要翻轉(zhuǎn)這些密封墊，并重新啟動(dòng)機(jī)器，這會(huì)降低我們的效率。如果生產(chǎn)率從每小時(shí)生產(chǎn)360只蓋子下降到每小時(shí)生產(chǎn)200只蓋子，停機(jī)時(shí)間每年會(huì)耗費(fèi)我們大約2萬美元的成本。由于我們接近滿負(fù)荷生產(chǎn)，該成本每年可能會(huì)增加到高達(dá)12萬美元。”消除倒裝的 O型圈每個(gè)O型圈的一面都有一個(gè)密封焊道。在將該密封墊加載到裝配盤上時(shí)，該焊道必須面朝下放置。如果不是面朝下，機(jī)器會(huì)關(guān)閉。在重新啟動(dòng)機(jī)器之前，操作員必須上前重新定位密封墊。圓盤送料器上的機(jī)械模具專門用于防止反向O型圈進(jìn)入生產(chǎn)流程。然而，根據(jù)Champion的說法，該模具并不可靠。稍微有點(diǎn)彎曲或不完全扁平的O型圈偶爾也會(huì)移動(dòng)經(jīng)過模具，在加載時(shí)會(huì)翻倒過來，從而造成機(jī)器關(guān)閉。操作員需要翻轉(zhuǎn)這些密封墊，并重新啟動(dòng)機(jī)器，這會(huì)降低我們的效率，”Harsha說道，“如果生產(chǎn)率從每小時(shí)生產(chǎn)360只蓋子下降到每小時(shí)生產(chǎn)200只蓋子，停機(jī)時(shí)間每年會(huì)耗費(fèi)我們大約2萬美元的成本。由于我們接近滿負(fù)荷生產(chǎn)，該成本每年可能會(huì)增加到高達(dá)12萬美元。”
“ 體積小巧、內(nèi)置光源、工作距離可調(diào)、梯形邏輯和自由運(yùn)行功能使得這些設(shè)備的安裝非常簡單。既無需將它們連接到可編程邏輯控制器(PLC)，也無需安裝和連接觸發(fā)傳感器，四步設(shè)置使得它成為目前為止我所用過的最簡便的視覺傳感器。與我們過去用過的那些視覺系統(tǒng)不同，使用Checker能夠在幾分鐘之內(nèi)完成整個(gè)檢查的設(shè)置。Brian Champ”ion, MPC 自動(dòng)化和模具工程師 MPC 公司位于威斯康星州Walworth市的總部之前曾向Harsha及其團(tuán)隊(duì)介紹過康耐視Checker視覺傳感器。Harsha和 Champion確定這些視覺傳感器非常適合其應(yīng)用。在一次演示之后，他們選擇了Checker視覺傳感器，因?yàn)樗粋€(gè)簡單而功能強(qiáng)大的梯形邏輯圖形形式，其允許將每臺(tái)Checker檢測傳感器直接連接到輸出模塊，從而輕松解決了較復(fù)雜的應(yīng)用。簡單。既無需將它們連接到可編程邏輯控制器(PLC)，也無需安裝和連接觸發(fā)傳感器，四步設(shè)置使得它成為目前為止我所用過的最簡便的視覺傳感器，”Champion說道，“與我們過去用過的那些視覺系統(tǒng)不同，使用Checker能夠在幾分鐘之內(nèi)完成整個(gè)檢查的設(shè)置。”設(shè)置簡單，性能強(qiáng)大使用Checker很容易，只需選擇內(nèi)置式元件查找傳感器，然后將檢測傳感器放置在要檢查的特征上即可。該設(shè)備包括三種類型的檢測傳感器，可以解決許多行業(yè)中的廣泛應(yīng)用:
? 亮度傳感器查找亮區(qū)和暗區(qū)
? 對比度傳感器檢查含有亮區(qū)和暗區(qū)的特征，如日期代碼、螺紋和條碼
? 對圖案傳感器進(jìn)行培訓(xùn)，以了解待檢查的特征，然后在發(fā)現(xiàn)該特征時(shí)發(fā)出信號(hào)。
為了探測該應(yīng)用中的反向O型圈，Champion首先對元件查找傳感器進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解如何查找圖像中的O型圈，從而設(shè)置好Checker傳感器。然后，他將一臺(tái)圖案傳感器定位在正確的位置上，以驗(yàn)證密封焊道是存在還是缺失。圖案傳感器查找O型圈上的密封焊道圖案，然后在其探測到該圖案時(shí)發(fā)出信號(hào)。該圖案傳感器保持在與元件查找傳感器相對固定的位置，這樣，它能夠始終處于正確的位置，以便查找密封焊道的形狀。如果密封焊道缺失，視覺傳感器會(huì)通過光學(xué)耦合器向氣動(dòng)螺線管發(fā)送一個(gè)輸出信號(hào)，然后氣動(dòng)螺線管會(huì)將反向O型圈吹下生產(chǎn)線，使其返回到圓盤送料器，重新進(jìn)行循環(huán)。由于此解決方案如此容易，并且非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且第一臺(tái)視覺傳感器的設(shè)置和安裝僅需不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間，因此，Champion決定再添加兩臺(tái)傳感器，以全面校正油蓋裝配流程。此工作站采用兩臺(tái)Checker傳感器，在這里確定蓋子的方向，然后將其壓到裝配盤上加載的O型圈上。右側(cè)的視覺傳感器固定在將蓋子添加到生產(chǎn)流程中的直排輸送帶上方，以確保蓋子在裝配和印字之前保持正確的方向。
Miniature Precision Components | Checker
兩臺(tái)傳感器均在下一工作站使用，在這里，油蓋被壓到加載的O型圈上。一臺(tái)安裝在移動(dòng)拾放臂上，另一臺(tái)固定在將油蓋添加到流程中的直排輸送帶的上方。再添加兩臺(tái)視覺傳感器Champion在移動(dòng)臂上設(shè)置視覺傳感器的方法，與用于查找從送料器中出來的反向O型圈的傳感器的設(shè)置方法一樣，首先使用元件查找傳感器查找圖像中的O型圈，然后使用圖案傳感器驗(yàn)證密封焊道是存在還是缺失。這使視覺傳感器能夠確保在油蓋被壓上之前O型圈被適當(dāng)?shù)丶虞d。最后一臺(tái)視覺傳感器安裝在向生產(chǎn)流程中添加油蓋的直排輸送帶上方，就設(shè)置在拾放臂的上游，該拾放臂將油蓋壓到裝配盤上被加載的O型圈上。
“ 視覺傳感器幫助我們在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了零缺陷率，同時(shí)還減少了廢料。它們是我們許多檢驗(yàn)和錯(cuò)誤校正應(yīng)用的完美解決方案。 ”
Shane Harsha
該視覺傳感器用于檢查蓋子的方向。但其設(shè)置方法大致相同，首先培訓(xùn)元件查找傳感器辨別油蓋的轉(zhuǎn)角半徑，然后培訓(xùn)兩臺(tái)圖案傳感器辨別油壺的手柄和油滴圖形。通過在兩個(gè)圖案上的培訓(xùn)，視覺傳感器可以確定蓋子的方向。如果其不在正確的安裝方向上，該視覺傳感器會(huì)
向拾放臂控制器發(fā)出信號(hào)，使得蓋子在被放在裝配盤上之前旋轉(zhuǎn)180度。“Checker視覺傳感器幫助我們在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了零缺陷率，”Harsha指出，“同時(shí)還減少了廢料。它們是我們許多應(yīng)用和錯(cuò)誤校正應(yīng)用的完美解決方案。”
