PL208618B1 - rządzenie do automatycznej optycznej inspekcji zwłaszcza w kontroli jakości produkcji masowej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do automatycznej optycznej inspekcji, zwłaszcza w kontroli jakości produkcji masowej. Urządzenie przeznaczone jest do identyfikacji, pomiarów i selekcji wyrobów w procesie produkcyjnym.

Znane urządzenia do automatycznej optycznej inspekcji w kontroli jakości produkcji masowej zawierają jedną lub kilka kamer, oraz układ dostarczania detali do strefy pomiarowej, w postaci transporterów liniowych, pochylni lub manipulatorów, i układ podziału i selekcji detali. Wadą tych urządzeń jest ograniczenie ich możliwości pomiarowo-kontrolnych ze względu na brak dostępu do tych fragmentów detali, podlegających kontroli jakości, które mają kontakt z podłożem.

Znane są rozwiązania, w których detale poddawane optycznej inspekcji są obserwowana za pomocą jednej lub kilku kamer, w zależności od geometrii obiektu kontrolowanego. W przypadku zastosowania kilku kamer obserwacja jest prowadzona pod różnymi kątami w celu objęcia analizą jak największej powierzchni kontrolowanego detalu.

Obraz rejestrowany za pomocą kamery poddawany jest analizie przy wykorzystaniu systemu komputerowego z odpowiednim oprogramowaniem. System może umożliwiać składanie obrazu w cał o ść, jeż eli jest on rejestrowany za pomocą kilku kamer ustawionych pod róż nymi ką tami.

W spotykanych rozwiązaniach detale do przestrzeni inspekcji dostarczane są za pomocą transporterów gdzie spoczywają na taśmach, paletach lub gniazdach. Detale mogą być dostarczane także za pomocą sprężonego powietrza, które przesuwa detal wewnątrz przezroczystego przewodu pneumatycznego. Ze względu na stosowanie w systemach transportu taśm, palet lub innych elementów podtrzymujących badany obiekt, dostęp do obiektu ze wszystkich stron jednocześnie jest w tych przypadkach ograniczony. Zwykle jedna powierzchnia (ta na której spoczywa badany obiekt) jest całkowicie niedostępna w procesie inspekcji. Stwarza to konieczność zmiany pozycji obiektu badanego w celu uwidocznienia powierzchni zasłoniętej. Rozwią zania takie wymagają stosowania dodatkowych układów manipulacyjnych co wpływa na rozmiary stanowiska kontrolnego, ponadto zwiększa czasochłonność procesu inspekcji i podnosi koszty produkcji.

Znane są rozwiązania, w których detale spoczywają na taśmach, paletach lub innych elementach, wykonanych z materiałów przeźroczystych. W tych przypadkach możliwa jest obserwacja powierzchni, na której spoczywa badany obiekt. Obserwacja taka jest jednak utrudniona ponieważ powierzchnie przeźroczyste szybko ulegają zabrudzeniu i uszkodzeniom mechanicznym a ponadto ich struktura może wprowadzać zakłócenia w postaci refleksów lub zmniejszonej przepuszczalności światła.

Szczególnie trudnym problemem dla istniejących rozwiązań jest rejestracja obrazów powierzchni wysoko refleksyjnych. W celu uniknięcia refleksów najczęściej stosowane są kamery linijkowe. Zastosowanie kamer linijkowych narzuca konieczność przemieszczania detalu względem kamery w celu zarejestrowania pełnego pola analizy. W tym przypadku konieczne jest przemieszczanie detalu nie tylko pomiędzy kolejnymi gniazdami technologicznymi, ale także przemieszczanie detalu w czasie procesu rejestracji obrazu.

Znany z opisu patentowego DE 9013986 U1 uchwyt elektronicznej kamery ma cylindryczną głowicę, osadzoną w obejmie o poziomej osi symetrii, pokrywającej się z osią przegubu, zamocowanego na wysięgniku, umieszczonym na przegubie osadzonym w podstawie. Z opisu patentowego DE 29713427 U1 znany jest umieszczony obrotowo na statywie uchwyt głowicy, do osadzenia kamery zamocowany na przesuwnej montażowej płycie, z możliwością ruchu obrotowego, ustawianej wahliwie w róż nych pozycjach. Znane z opisu patentowego DE 19535977 A1 urzą dzenie do kontroli jakoś ci detali zawiera pochylnię, po której są dostarczane do kontroli jakości drobne detale do układu doprowadzające w zasięg działania pozycjonera, transportującego je dalej, do przestrzeni działania systemu czujników, połączonych z odpowiednio zaprogramowanym układem komputerowym Urządzenie oddziela detale wadliwe od detali pozbawionych wad. Z opisu patentowego DE 19708582 A1 znany jest sposób i urządzenie do kontroli jakości sztucznych kamieni w zakładzie produkcyjnym, zawierające co najmniej jedną kamerę, współpracującą z odpowiednio zaprogramowanym układem komputerowym. Znane urządzenie do kontroli jakości płytek ceramicznych, zawiera taśmociąg, transportujący płytki ceramiczne do komory analizy, wyposażonej w kilka kamer, sprawdzających powierzchnie płytek z róż nych stron i przekazują cych sygnały do ukł adu komputerowego. Po opuszczeniu komory analizy ceramiczne płytki wadliwe zostają oddzielone od płytek pozbawionych wad.

Celem wynalazku było opracowanie rozwiązania umożliwiającego dookolną rejestrację obrazu i jednoczesne prowadzenie automatycznej optycznej inspekcji wszystkich powierzchni badanych

PL 208 618 B1 obiektów, zwłaszcza w warunkach kontroli jakości produkcji masowej. Zadaniem technicznym postawionym do rozwiązania była budowa urządzenia, które umożliwi rejestrację obrazu badanego obiektu, bez występowania powierzchni podporowej, niedostępnej dla systemu wizyjnego.

Urządzenie do automatycznej optycznej inspekcji, zwłaszcza w kontroli jakości produkcji masowej, zawierające komorę analizy, sprawdzające kamery sprzężone z zestawem komputerowym, układ zasilania i selektora detali, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma cylindryczną komorę analizy, wewnątrz której umieszczone są kamery z obiektywami skierowanymi ku środkowi cylindrycznej komory analizy, przy czym układ podawania detali umieszczony jest nad górną częścią cylindrycznej komory analizy, od spodu zaś układ selektora detali, natomiast na zewnątrz cylindrycznej komory analizy umieszczony jest komputerowy zestaw analizy obrazu i sterowania procesem, z którym sprzężone są kamery, układ podawania detali oraz układ selektora detali.

Zaletą wynalazku jest zwarta budowa urządzenia do automatycznej inspekcji, zwłaszcza w kontroli jakości produkcji masowej oraz jednoczesny dostęp do wszystkich powierzchni kontrolowanego detalu, bez pośrednictwa elementów transportowych. Inspekcja przeprowadzana jest w czasie swobodnego spadku w powietrzu, a między układem optycznym systemu wizyjnego a badanym obiektem nie znajdują się żadne elementy pośrednie pełniące rolę prowadnic lub transporterów. Rozwiązanie nie wymaga stosowania układów manipulacyjnych, zmieniających ustawienie obiektu względem kamery. Proces inspekcji może być prowadzony szybciej w stanowisku o mniejszych wymiarach gabarytowych. Dalszą zaletą wynalazku jest samoczynne przemieszczanie detalu względem kamery, korzystnie kamery linijkowej, znajdującego się w stanie swobodnego spadku pod wpływem siły grawitacji. W proponowanym rozwiązaniu detal jednocześnie przemieszcza się z niemal stała prędkością przed wieloma kamerami ustawionymi dookolnie, bez kontaktu z żadnym elementem transportującym lub prowadzącym, ograniczającym widoczność kontrolowanej powierzchni.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono urządzenie do automatycznej optycznej inspekcji w kontroli jakości produkcji masowej.

Urządzenie do automatycznej optycznej inspekcji, w kontroli jakości produkcji masowej, w przykładowym wykonaniu według wynalazku, zawiera cylindryczną komorę 1 analizy, wewnątrz której umieszczone są kamery 2 z obiektywami skierowanymi ku środkowi cylindrycznej komory 1 analizy. Nad górną częścią, na zewnątrz, cylindrycznej komory 1 analizy, umieszczony jest układ 3 podawania detali. Pod spodem, na zewnątrz, cylindrycznej komory 1 analizy, umieszczony jest układ 4 selektora detali. Na zewnątrz cylindrycznej komory 1 analizy umieszczony jest komputerowy zestaw 5 analizy obrazu i sterowania procesorem, z którym sprzężone są kamery 2, układ 3 podawania detali, oraz układ 4 selektora detali.

Urządzenie realizuje proces kontroli na podstawie analizy obrazu rejestrowanego za pomocą wielu kamer, ustawianych dookolnie względem kierunku przemieszczania się obiektu badanego. Obiekty badane dostarczane są za pomocą układu 3 podawania detali, znajdującego się w górnej części urządzenia. Detale opuszczają układ 3 podawania detali w taki sposób, że znajdują się w stanie swobodnego spadku w powietrzu pod działaniem siły grawitacji. Spadający detal dociera do komory 1 analizy, wewnątrz której umieszczonych jest kilka kamer 2, z obiektywami skierowanymi ku środkowi komory 1. Kamery 2 są tak rozmieszczone, że zapewniają pełne pokrycie obrazu powierzchni kontrolowanego detalu. Kamery 2 rejestrują obraz przemieszczającego się przed nimi obiektu i przekazują obraz do komputerowego zestawu 5 analizy obrazu i sterowania procesem. Na podstawie przeprowadzonej analizy komputerowy zestaw 5 analizy obrazu i sterowania procesem klasyfikuje detal jako dobry lub zły Analiza obrazu i klasyfikacja jest podejmowana w czasie swobodnego spadku detalu po minięciu kamer 2. Decyzja systemu 5 analizy obrazu i sterowania procesem jest podejmowana zanim detal w swobodnym spadku dotrze do poziomu układu 4 selektora detali. W chwili dotarcia detalu do układu 4 selektora detali jest on już właściwie wysterowany, na podstawie decyzji komputerowego zestawu 5 analizy obrazu i sterowania procesem. Układ 4 selektora sortuje detale na dobre i złe, na podstawie sygnałów otrzymanych z zestawu 5 analizy obrazu i sterowania procesem. Zestaw 5 analizy obrazu i sterowania procesem steruje pracą kamer 2, układu 4 selektora detali, układu 3 podawania detali oraz wykonuje proces analizy zarejestrowanego obrazu.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do automatycznej optycznej inspekcji, zwłaszcza w kontroli jakości produkcji masowej, zawierające komorę analizy, sprawdzające kamery sprzężone z zestawem komputerowym, układ zasilania, układ selektora detali, znamienny tym, że ma cylindryczną komorę (1) analizy, wewnątrz której umieszczone są kamery (2) z obiektywami skierowanymi ku środkowi cylindrycznej komory (1) analizy, przy czym układ (3) podawania detali umieszczony jest nad górną częścią cylindrycznej komory (1) analizy, od spodu zaś układ (4) selektora detali, natomiast na zewnątrz cylindrycznej komory (1) analizy umieszczony jest komputerowy zestaw (5) analizy obrazu i sterowania procesem, z którym sprzężone są kamery (2), układ (3) podawania detali, oraz układ (4) selektora detali.