ЭКГ-электрод, на который был нанесен гель и который прошел через камеру полимеризации, сдвинуть уже нельзя. Пленку, запечатанную внутри датчика потока, тоже нельзя сдвинуть. При работе с плоскими, часто прозрачными деталями в сборке медицинских изделий положение определяется один раз, после чего фиксируется с помощью клея, тепла, обрезки или крышки.
При передаче детали на транспортное средство или захват возникает второй вопрос. Дает ли положение лишь разрешение на работу станции, или оно становится корректирующим значением для оси? В этой статье оба вопроса рассматриваются на примерах сценариев применения, основанных на реальных запросах.
Основные выводы
- Плоские, часто прозрачные медицинские изделия позиционируются один раз, а затем фиксируются клеем, теплом, обрезкой или крышкой. Станции нужно лишь знать, где находится деталь, поэтому сопоставления с шаблоном обычно достаточно. Измерения на основе допусков или инспекционного отчета не требуется.
- При повторном использовании проверенной станции на новой машине (например, станции, которая определяет положение и ориентацию прозрачной пленки с помощью сопоставления с шаблоном) следует также перенести параметры освещения и расстояния до камеры.
- Для ЭКГ-электродов система может проверять положение до и после печи полимеризации, а также обнаруживать капли прозрачного клея. Контроллер серии VS-G поддерживает подключение до восьми камер, однако возможности многоспектральной визуализации зависят от типа камеры. Выберите камеру для контроля капель еще до проектирования станции.
- Следующий шаг определяет, является ли положение разрешением на работу или корректирующим значением. Кювете в держателе требуется проверка на годность (прошел/не прошел). Роботу, берущему крышки из бункера, нужны положение и угол.
- Не для каждого вопроса о положении требуется изображение. Расстояние часто показывает, лежит деталь или стоит. Лазерный КМОП-датчик серии LR-Z обнаруживает объекты на расстоянии до 20 дюймов в зависимости от модели. Для определения угла, контура или нескольких позиций необходима камера.
Позиционирование один раз, надежная фиксация: использование положения как разрешения перед склеиванием, полимеризацией и резкой
Перед этапом, фиксирующим деталь на месте, станция не задает вопрос о размерах детали. Она спрашивает, где находится деталь. Для этого обычно достаточно сопоставления с шаблоном. Камера один раз запоминает контур детали, находит его снова на изображении и выдает положение и угол. Измерения на основе допусков и инспекционный отчет не требуются, что упрощает настройку. Поле зрения может быть больше, так как оно должно включать допустимое отклонение положения детали при укладке. Разрешение зависит от допуска на срабатывание, а не от погрешности измерения.
Сложность заключается в материале. Прозрачные пленки и капли прозрачного клея дают слабый контраст при фронтальном освещении. Подсветка снизу превращает контур пленки в четкую границу. Для капель, которые едва выделяются на фоне, помогает съемка в нескольких спектральных диапазонах.
ЭКГ-электроды до и после печи: два положения и капля прозрачного клея
В одном из примеров сценария ЭКГ-электроды предварительно позиционируются при нанесении геля, и запланировано три проверки. Первая — положение до печи. Вторая — положение после печи. Третья — обнаружение капель прозрачного клея. План предусматривает использование двух камер с кольцевыми подсветками для двух позиций и третьей камеры с многоспектральной визуализацией для капель.
Существует причина проверять два положения одной и той же детали. До печи положение определяет, может ли деталь поступить в обработку. После печи оно показывает, сместилась ли деталь в процессе полимеризации. Что касается капли, здесь вопрос состоит не в ее качестве. Важно, находится ли капля именно там, где будет зафиксирован электрод.
Контроллер серии VS-G подходит для схемы с тремя камерами на один контроллер, поскольку он поддерживает до восьми совместимых корпусных камер. Многоспектральная визуализация зависит от типа камеры, и не каждая камера ее поддерживает. Выберите камеру для контроля капель еще до проектирования станции.
Прозрачная пленка в датчике потока: сопоставление с шаблоном вместо измерения
В другом примере на новой сборочной машине для датчиков потока медицинских изделий дублируется станция, разработанная много лет назад. Станция находит положение и ориентацию прозрачной пленки длиной около 1 дюйма. Поле зрения составляет около 2 дюймов в одном направлении, при этом используется только один тип изделия. Положение определяется путем сопоставления с шаблоном, а не измерением.
Повторное использование готовой станции часто происходит быстрее, чем проектирование новой. Для такой новой станции отлично подходит универсальная камера серии VS со встроенным ИИ. Используя подсветку снизу и поиск по шаблону, она находит контур пленки и передает положение и угол на ПЛК. При дублировании готовой станции также перенесите настройки освещения и расстояния до камеры. В этом случае сохраненный шаблон будет работать без повторной настройки.
Резка и установка с точностью ±0,008 дюйма: поле зрения, скорость полотна и время цикла
Рассмотрим пример фармацевтического применения с машиной для резки и установки. Заготовка вырезается из непрерывного рулонного материала и устанавливается на место. Предполагаемые значения: около ±0,008 дюйма, поле зрения до примерно 10 дюймов, скорость полотна около 6,6 футов в минуту и несколько десятков циклов в минуту. Эти значения приводятся в качестве иллюстрации.
Вы можете заранее сопоставить эти цифры друг с другом. 5-мегапиксельная камера с разрешением 2432 пикселя по горизонтали охватывает поле 10 дюймов с точностью примерно 0,004 дюйма на пиксель. Для допуска ±0.008 дюйма это небольшой запас. Если допуски слишком жесткие, уменьшите поле зрения до области, где действительно может располагаться заготовка. Скорость полотна не является проблемой. При предполагаемой выдержке в 1 миллисекунду полотно перемещает деталь примерно на треть пикселя.
Кювета и букенер: положение в держателе как разрешение или корректирующее значение
В примере диагностической сборочной машины кюветы проверяются на наличие и положение. Точность позиционирования еще предстоит определить, она составляет примерно 0,012 дюйма. Здесь положение служит разрешением. Либо кювета находится в держателе так, что следующая станция может работать, либо станция ждет. Датчик технического зрения серии IV4 со встроенным ИИ подходит для этой задачи. Функция регулировки положения позволяет окнам контроля следить за положением держателя.
Теперь рассмотрим другой пример — планируемую сборочную машину для медицинского изделия. Красные пластиковые крышки высыпаются из бункера, и их положение должно быть определено перед операцией захвата и установки. Производительность составляет несколько сотен деталей в минуту, поле зрения — примерно 8 x 16 дюймов, а допуск — около ±0,08 дюйма. Здесь положение становится корректирующим значением, необходимым роботу для захвата детали. Камера серии VS определяет положение и угол и передает их с помощью функции 2D-наведения робота по техническому зрению, которая совместима со многими крупными производителями роботов. Красный цвет помогает, так как деталь четко выделяется на фоне поверхности бункера.
Десять деталей в захвате: измерение расстояния вместо доверия механике
Одна из идей мелкодетальной медицинской сборки начинается раньше в технологическом процессе. Захватное устройство берет десять деталей одновременно с определенным расстоянием между ними. Цилиндр задает это расстояние. Его скорость зависит от трения, поэтому расстояние варьируется. Вместо того чтобы полагаться на механику, датчик расстояния измерял бы фактическое расстояние и корректировал положение робота на перемещении до примерно 20 дюймов с точностью до 0,004 дюйма. В списке пожеланий — компактный корпус и интерфейс IO-Link или Ethernet.
Идея здравая, но класс датчиков еще не определен. Датчики расстояния высокого разрешения обычно имеют короткие диапазоны измерения. Перемещение на 20 дюймов с точностью 0,004 дюйма требует либо датчика, чей диапазон охватывает все перемещение, либо измерения в фиксированной опорной точке, которую проходит захват. Убедитесь, какой класс одновременно соответствует требованиям по диапазону и разрешению, прежде чем выбирать какое-либо изделие.
Где положение передается роботу и где начинается ячейка
Примеры с кюветой, бункером и захватом показывают одну и ту же границу. Положение в качестве разрешения или корректирующего значения представляет собой задачу позиционирования. Датчик определяет, где находится деталь, и передает сигнал годности/негодности или числовое значение. Захват, ячейка с подачей и выдачей, а также время цикла робота — это отдельная задача автоматизации. Вопрос положения заканчивается там, во время закрытия захвата.
Во многих проектах до сих пор не решено, куда отправляется результат. В концепции электродов для ЭКГ рассматривался вариант, при котором контроллер отправлял свои сигналы напрямую на серводвигатели, поэтому отдельный контроллер мог не потребоваться. Это плановая идея, а не готовое рабочее решение. Обычный путь проходит через ПЛК и полевую шину, поскольку именно там сходятся разрешения, блокировки и данные станций. Для линии медицинского оборудования это также путь, который проще всего поддается квалификации оборудования.
Простые проверки положения с помощью лазерного датчика: когда камера — это слишком сложно
Не каждый вопрос о положении требует изображения. Находится ли деталь в носителе, стоит ли она или правильно ли установлена крышка, зачастую можно определить только по расстоянию. CMOS-лазерный датчик серии LR-Z обнаруживает расстояния примерно до 20 дюймов в зависимости от модели и переключается, когда деталь находится не на ожидаемой высоте. Он может регистрировать расстояние до фона в качестве эталона. Некоторые версии могут сохранять в качестве такого эталона матовую, прочно зафиксированную поверхность позади детали. Движущаяся поверхность не компенсируется. Прозрачные объекты можно обнаруживать при наличии фона, поэтому направляющие и приспособления оказывают помощь.
Если вопрос выходит за рамки высоты и касается угла, контура или нескольких положений, подходящим инструментом является камера.
Часто задаваемые вопросы
Если вопрос заключается в том, где находится пленка, то да. Подсветка превращает ее контур в кромку, а поиск по шаблону выдает положение и угол. Проверка размеров с допустимым значением — это другая задача.
Для серии VS-G это зависит от типа камеры. Для прозрачных капель клея выберите тип камеры до проектирования станции и подтвердите совместимость с KEYENCE.
Это разрешение, когда станции нужно лишь узнать, правильно ли деталь сидит в носителе, как в случае с кюветой. Это корректирующее значение, когда оси или роботу требуется положение для захвата или регулировки, как в случае с крышками из бункера. Ячейка, выполняющая захват, представляет собой отдельную задачу.
В одной концепции электродов для ЭКГ это рассматривалось, но на практике применено не было. Обычный путь проходит через ПЛК и полевую шину, такую как PROFINET, EtherNet/IP или EtherCAT. Именно там сходятся разрешения и блокировки для станции.
Когда на вопрос о положении можно ответить с помощью расстояния, например, сидит ли деталь или стоит. Серия LR-Z охватывает диапазон примерно до 20 дюймов в зависимости от модели. Для угла, контура или множественных положений на изображении подходящим классом является камера.
- Высокопроизводительная система технического зрения на базе ИИ серии VS-G
Высокопроизводительная система технического зрения на базе ИИ
серия VS-G
- Система технического зрения со встроенным ИИ серии VS
Система технического зрения со встроенным ИИ
серия VS
- Датчик технического зрения со встроенным ИИ серии IV4
Датчик технического зрения со встроенным ИИ
серия IV4
