W nowoczesnej produkcji jakość trzeba nie tylko sprawdzić. Trzeba ją precyzyjnie zmierzyć. A co, jeśli różnica, która decyduje o jakości produktu, jest mniejsza niż grubość ludzkiego włosa?
Jako partner technologiczny uczestniczyliśmy wraz z firmą Turck we wdrożeniu zautomatyzowanej stacji pomiarowo-kalibracyjnej w linii montażowej obudów inwerterów fotowoltaicznych.
Wykorzystanie zaawansowanej metrologii 3D z portfolio Turck pozwoliło rozwiązać krytyczne wyzwania jakościowe, wyznaczając nowe standardy dokładności w obszarze, jakim jest nowoczesna produkcja przemysłowa.
Jak dokładny musi być pomiar, aby sprostać wymaganiom produkcji?
Projektowane rozwiązanie musiało pozwolić kontrolować geometrię obudów z wyjątkową dokładnością i jednocześnie będzie wystarczająco szybkie, aby pracować bezpośrednio w procesie produkcyjnym.
- Weryfikacja geometrii w kilkudziesięciu punktach krytycznych z błędem poniżej 0,02 mm (20 mikrometrów). To zaledwie ułamek grubości ludzkiego włosa. Skala porównywalna z niezwykle cienkimi strukturami, takimi jak skrzydło komara. Dokładność, której nie da się ocenić gołym okiem.
- Trudne w pomiarze powierzchnie z aluminium
- Praca z odległości roboczej ok. 800 mm
Architektura systemu wizyjnego: profilometr 3D Turck (LMI Gocator)
Do realizacji zadania wybraliśmy skaner triangulacyjny 3D serii LMI Gocator z portfolio Turck.
Wybór podzespołu wynikł ze specyfikacji sprzętowo-programowej:
- Niebieskie światło laserowe – krótsza długość fali poprawia kontrast i stabilność detekcji linii laserowej na obrobionych powierzchniach metalowych, ograniczając wpływ refleksów i szumów optycznych
- Zintegrowany procesor sygnałowy (DSP/FPGA) – realizacja algorytmów analizy obrazu w czasie rzeczywistym na pokładzie czujnika
- Hardware acceleration – oddelegowanie przetwarzania chmury punktów do zewnętrznej jednostki akcelerującej pozwala skrócić czas potrzebny na analizę dużej ilości danych
- Wsparcie aplikacyjne Turck – asysta inżynierów aplikacyjnych dostawcy
Co zrobić, gdy aluminium odbija laser?
Jednym z wyzwań okazała się powierzchnia aluminiowych radiatorów. Gładkie, frezowane aluminium może odbijać światło w sposób, który utrudnia prawidłowy odczyt pomiaru.
Zamiast zmieniać założenia projektu, zoptymalizowaliśmy sposób prowadzenia pomiaru. Pochylenie profilometru w odpowiedniej osi zwiększyło ilość rozproszonego światła docierającego do matrycy urządzenia, a tym samym poprawiło jakość sygnału pomiarowego.
To przykład, jak odpowiednia konfiguracja technologii może rozwiązać problem, którego nie da się wyeliminować samym wyborem sprzętu.
Skąd system wie, gdzie dokładnie znajduje się mierzony detal?
W produkcji nie każdy element trafia do stacji pomiarowej idealnie w tej samej pozycji. Dlatego za pomocą algorytmów SurfacePartDetection i FeaturePlaneCreate zrealizowaliśmy automatyczne pozycjonowanie lokalnego układu współrzędnych na bazie cech geometrycznych detalu, niwelując błędy bazowania mechanicznego na palecie transportowej.
W praktyce oznacza to mniejszą podatność pomiaru na niewielkie przesunięcia elementu na palecie transportowej i większą powtarzalność całego procesu.
Każdy skan dostarcza ogromnej ilości danych. W całym procesie analizowanych jest ponad 50 milionów punktów. Aby nie obciążać systemu analizą informacji, które nie są potrzebne do oceny jakości, wdrożyliśmy selektywne nakładanie masek ROI (Region of Interest), ograniczając przetwarzanie wyłącznie do krytycznych stref tolerowanych. System koncentruje obliczenia na tych fragmentach detalu, które rzeczywiście mają znaczenie dla kontroli.
Wykorzystaliśmy funkcję łączenia skanów (STITCHing) i zoptymalizowaliśmy sekwencję pomiarów bez konieczności dynamicznej przełączalności konfiguracji.
Ile pomiarów potrzeba, żeby dokładnie sprawdzić jeden detal?
Skomponowany profil aplikacyjny obejmuje 365 powiązanych relacyjnie instancji narzędzi metrologicznych.
Dla operatora oznacza to przede wszystkim jedno. Zamiast ręcznie wykonywać setki kontroli, otrzymuje automatyczną ocenę jakości detalu.
Efekt współpracy
Połączenie kompetencji integratorskich Smart Automation w zakresie budowy maszyn oraz zaawansowanego zaplecza technologiczno-sprzętowego firmy Turck pozwoliło na pełne spełnienie wymogów przemysłowej kontroli jakości wytwarzanych detali.
Nasza oferta Cię zainteresowała?
Zostaw swój kontakt i powiedz w czym możemy Ci pomóc - odezwiemy się.
