Úloha kamerového systému Vision v robotickém dávkování kapalin

Úloha kamerového systému Vision v robotickém dávkování kapalin

Klíčem k přímému robotickému dávkování kapalin jsou kamerové systémy umožňující precizní umístění dávky, což umožňuje těmto robotickým systémem realizovat rychleji výrobní cykly a z dávkovacích procesů odstranit odhad, což v konečném důsledku minimalizuje čas potřebný k programování a snižuje celkové provozní náklady.

Existuje mnoho faktorů, o kterých výrobci uvažují při rozhodování o investicích do nových zařízení na dávkování kapalin. Kritickým faktorem je při montáži mikroelektronických a jiných drobných součástek potřeba dávkování velmi malých a přesných množství kapalin, jako jsou lepidla a silikony. Malé množství kapaliny musí být dávkováno spolehlivě a přesně z hlediska dávky a umístění. Přesné umístění a množství dávkovaných kapalin jsou životně důležité pro montáž, funkci, kvalitu, vzhled a životaschopnost těchto výrobků. Metoda dávkování kapalin musí kromě zachování přesných norem dávkování splňovat i požadavky týkající se bezpečnosti pracovníků a efektivity nákladů.

Robotické dávkovaní kapalin - Nordson EFD 
Dávkovací jehlový ventil xQR41V od společnosti Nordson EFD nanášející mazivo 


Robotické dávkování kapalin

Mnoho aplikací dávkování kapalin pro dosažení těchto požadavků využívá roboty. Roboty poskytují flexibilní automatizaci kritických procesů, která zachovává trvale konzistentní dávkování kapalin s extrémní přesností. Vysoká opakovatelnost optimalizuje  spotřebu materiálů, snižuje množství odpadů a výrobní náklady. Software robota automaticky upravuje umístění dávkovaného materiálu při zohlednění zakřivení nebo komplexnosti obrysů, nebo drobných nepřesností týkajících se umístění polotovaru v  lůžku nebo držáku, což by bylo velmi těžko dosažitelné při použití nerobotických metod.

Řízeným dávkováním kapalin s vizuálně rozpoznatelnou podložkou a rozpoznáváním vzoru zajišťuje dávkování na správné místo s tolerancí ± 3 mikrometry. Umožňuje přesně dávkovat různé materiály, jako jsou lepidla, maziva, epoxidy, silikony a těsnící materiály.

Software na robotické dávkování rovněž umožňuje import souborů AutoCAD DXF, takže výrobce může naprogramovat vzory dávkování kapalin v preferovaném CAD softwaru, pak ze svého softwaru importovat soubor DXF do automatizované platformy dávkování.

Kamerově naváděné dávkování

Robotické dávkování kapalin je základem pro aplikace, které vyžadují extrémně přesné a opakovatelné umísťování kapalin, komplexní dávkovací vzory a / nebo vysoký objemový výkon.

Základem této výkonnosti je kamerový naváděcí systém robota. Systém Vision dodává robotovi flexibilitu, která mu umožňuje přesné umísťování dávek.

Systém Vision se používá v aplikacích dávkování kapalin již více než dvacet let a jeho význam stoupl, když se začaly používat inteligentnější roboty a jejich řídící softwary. Umožňuje robotickým dávkovacím systémem kapalin realizovat rychleji výrobní cykly a z dávkovacích procesů odstranit první odhady, což v konečném důsledku minimalizuje čas potřebný k programování a snižuje celkové provozní náklady.

Robotické dávkovaní kapalin - Nordson EFD 
Jettovací ventily odstraňují bariéru mezi rychlostí a přesností, což z nich dělá nejpřesnější dávkovací zařízení 


Metoda učení "bod po bodu"

Nejzákladnější formou programování automatického dávkování je používání přídavného učícího zařízení a obrazové zachycení polohy dávkovací špičky na podložce, na kterou se provádí dávkování.

Metoda "bod po bodu" se provádí manuálně. Operátor posune špičku nad místo na podložce, kam má směřovat dávka. Po určení polohy podložky a souřadnic X, Y a Z, se tyto informace uloží do řídícího softwaru. Tento proces se opakuje pro všechny dávkovací polohy. Robot se vždy přesune přesně na tyto naučené polohy a nadávkuje kapalinu podle údajů uložených v softwaru dávkovacího systému kapalin.

Pomocí přídavného učícího zařízení lze naprogramovat metodou "bod po bodu" velké množství dávkovacích vzorů. Ale množství dávkovacích vzorů je omezujícím kritériem kvůli času potřebnému k provedení programu. Rovněž s komplikovanějším dávkováním roste potřeba schopnosti kompenzace. Tím je myšlena schopnost rozpoznat polohu na podložce před dávkováním a zjištěné změny na podložce kompenzovat v programu. Toto je důvod, proč jsou pro tuto aplikaci vhodnější kamerové systémy.

Jednoduchý systém Vision a systém vybavený CCD

Pokud mluvíme o kamerových systémech pro robotické dávkování kapalin, tyto se mohou lišit od jednoduché tužkové kamery až po sofistikované CCD obrazové systémy. Základním rozdílem je rozlišení - kolik pixelů má snímač kamery - a rychlost závěrky kamery.

Pro většinu robotických aplikací dávkování postačuje systém s tužkovou kamerou. Ale když je třeba velmi rychle snímat části podložky s vysokým rozlišením, pak jsou zapotřebí CCD kamery.

Obě kamery snímají obrázky části podložky a potom prostřednictvím dávkovacího programu realizují potřebnou kompenzaci, aby přizpůsobily polohu a tvar dráhy poloze a tvaru součástky. Nejčastěji kamera ověřuje polohu součástky identifikováním charakteristické hrany součástky, která je určena jako referenční hodnota. Reference umožní dávkovacímu softwaru kompenzovat odchylky dávkování kapalin, pokud tento bod změní polohu - jako v případě, kdy registrovaná podložka se mírně posune při umístění do robota - a umožňuje tak kompenzovat změny dávkování na aktuální polohu na podložce.

Tužkové kamery a CCD kamery přeměňují pixely analogového obrazu na digitální hodnoty pro mimořádně přesné řízení obrazu. Některé relativně levné systémy s tužkovou kamerou kombinované se speciálním dávkovacím softwarem, jaký je například v nabídce společnosti Nordson EFD pro 3-osový automatický dávkovací robot kapalin řady EV, umožňují i začátečníkům programovat komplexní dávkovací vzory a útvary s vysokou opakovatelností až ± 8 um (0,008 mm).

Robotické dávkovaní kapalin - Nordson EFD 
Jettovací ventily s tělísky, které se dají snadno vyměnit bez demontáže ventilu, minimalizují čas potřebný na údržbu zařízení 

CCD kamery zachycují  obraz s ještě větším rozlišením, jako v případě 3-osového automatického dávkovacího robota řady PRO společnosti Nordson EFD, který zachycuje detailní obrázky částí součástky, kde stínování komplikuje obrazovou identifikaci a zpracovává  slabé, špatně viditelné  značky  s minimálním časovým přerušením dávkovacího cyklu. Uzávěrka kamery vysokorychlostně snímá obrázky součástky s vysokým kontrastem - potlačuje rozostření a má malé zkreslení, tzv. efekt "rolling shutter", který se vyskytuje u elektronických  uzávěrek. Při párování s intuitivním dávkovacím softwarem a řídicím systémem s uzavřenou smyčkou, CCD kamery umožňují systému řady PRO dosahovat nejlepší opakovatelnost ve své třídě na úrovni ± 3 um (0,003 mm).

Řada PRO rovněž umožňuje laserové snímání výšky. Laserové snímání výšky umožňuje mapovat topografii podložky a posílat výsledky měření zpět do robota, takže ten může automaticky kompenzovat hodnoty osy Z a zachovat správnou dávkovací vzdálenost nad  produktem. Proces probíhá v reálném čase pro každou část používající tuto funkci - zaručuje vysokou kvalitu dávkování, dokonce i při zvlněných  nerovných podložkách.

Tyto plně integrované inteligentní CCD kamery pro robotické dávkování kapalin poskytují trojrozměrné ovládání pohybu. Když jsou nainstalovány CCD kamery , zařízení na detekci výšky hrotu a laserový snímač výšky, roboty mají potom tři typy zpětné vazby - optické, kontaktní a laserové snímání výšky - což umožňuje snadné programování bodů, čar, kružnic, oblouků, složených oblouků a komplexních vzorů. Zařízení pro detekci výšky hrotu kompenzuje v programu hodnotu programu v ose Z po změně  hrotu,  kartuše nebo ventilu.

Pokrokový obrazově naváděný dávkovací software

Pokrokový obrazově naváděný dávkovací software, použitý v těchto nejnovějších robotických dávkovacích systémech, umožňuje dosahovat mimořádně přesné výsledky s použitím jednoduchého a CCD snímání obrazu. Takové softwarové řešení, jako je DispenseMotion ™ společnosti Nordson EFD umožňují těmto robotickým systémům  plně využít schopnosti obrazově naváděného dávkování.

Jednou z nejcharakterističtějších rysů této integrované softwarové funkcionality je její přesnost v ovládání a řízení kritické schopnosti kompenzace, při které porovnává aktuální umístění polotovaru s referenční polohou, která je uložena v programu ve formě obrázku. Když robot zjistí odchylku v poloze na osách X a Y a / nebo v úhlu natočení polotovaru, software automaticky zkoriguje dráhu dávkování, čímž odstraní tuto odchylku.

Funkce kompenzace neustále přijímá údaje z procesu, čímž se zajišťuje přesně řízené provádění dávkovacího procesu. Jednoduchost a intuitivní ovládání jsou důležité prvky v činnosti operátorů systému - navzdory těmto rozšířeným dávkovacím schopnostem softwaru, jeho intuitivní rozhraní zjednodušuje nastavení a umožňuje programování dávkovací dráhy s náhledem na obrazovce. Stejně jednoduché jsou úlohy importu a konvertování souborů DXF. Nedávno byl do programu DispenseMotion přidán "Průvodce úvodním nastavením robota", který prostřednictvím vizuálního navádění operátora procesem nastavování včetně kalibrace a nastavování kompenzačních posunů tím nejjednodušším způsobem provede, čímž ještě více usnadňuje používání dávkovacích robotů.

Robotické dávkovaní kapalin - Nordson EFD 
Vylepšení patentovaného softwaru používaného na programování automatizovaných výdejních systémů zkracují čas potřebný na zaškolení obsluhy 


Přímočaré robotické dávkování kapalin

Nejnovější generace robotických dávkovacích systémů -  například  modely  Nordson EFD řad GV, RV, EV a PRO pro 3-osové a 4-osové aplikace - s jejich pokrokovým softwarem a vizuálním naváděním přináší do automatických dávkovacích systémů a montážních činností opakovatelnost a přesnost. Ideální pro body, čáry, zalévání, , plnění, neúplné plnění, , uzavírání, nanášení a vstřikování - založené na používání kartuše s dávkovacím hrotem nebo ventilu pro široký okruh aplikací - nabízejí sofistikované možnosti dávkování kapalin, přesnější  umisťování a větší konzistenci při zachování jednoduchosti a intuitivnosti programování.

Integrace robotů s pokrokovým dávkovacím softwarem a zpracováním obrazu má významný přínos pro výrobce včetně většího podílu kapacity výroby součástek, snížení času potřebného k výrobě, konzistentní přesnosti na drsných a nerovných površích, zlepšení kvality výrobků a schopnosti realizovat komplexní projekty, které vyžadují velmi přesné dávkování a umísťování kapalin.

  • autor:
  • Nordson EFD
  • Nordson EFD

    Nordson EFD

    Zařízení pro přesné dávkování tekutin, Dávkovací zařízení EFD, dávkovače kapalin, dávkovací hroty, zásobníky kapalin, statické mixéry a kartuše, ventilové systémy dávkování, pájecí (letovací) pasty.



Mohlo by vás také zajímat



 

Archiv článků