Ручное измерение объектов может быть очень трудоемким и занимать много времени. Чтобы разгрузить сотрудников производителя уплотнителей для рам, наша компания разработала оптическую измерительную систему для автоматической и точной проверки точности размеров прокладок произвольной формы.
Ранее производитель уплотнителей рамы проверял точность размеров резиновых прокладок через случайные интервалы времени на одном испытательном стенде. Этот процесс измерения и проверки, который в будущем выполнялся вручную человеком, следует автоматизировать и проводить выборочно.
Разработка интерактивной системы поставила перед нами ряд сложных задач. Главная проблема заключалась в практически бесконечном количестве различных уплотнений, которые необходимо было измерить. Кроме того, решение должно было быть высокоточным, простым в эксплуатации и быстро и гибко адаптироваться к широкому спектру уплотнений. И наконец, заказчик хотел получить экономичную систему, которую он мог бы установить самостоятельно.
Эта задача была успешно решена с помощью высокоточной оптической системы, основанной на камере высокого разрешения с телецентрическим объективом и различных сценариях освещения.
Выберите подходящее освещение
Для максимально точного отображения краев объектов, помимо промышленной камеры высокого разрешения, использовался телецентрический объектив . Это исключает искажения, связанные с кривизной, и сдвиги перспективы. Для максимально точного отображения внешних контуров уплотнений используется коллимированный фронтальный свет, так что на полученном изображении видны только контуры соответствующего объекта.
Комбинация передней и задней подсветки
Для дальнейшего осмотра поверхности уплотнений используется коаксиальная подсветка , которая фокусируется на верхней части резины и четко ее отображает. В зависимости от задачи осмотра программное обеспечение переключается между двумя сценариями освещения с помощью контроллера подсветки .
Точная калибровка – точное измерение
Для настройки системы сначала необходимо выполнить калибровку. Это происходит в программном обеспечении для обработки изображений с использованием калибровочной пластины, которая размещается над передним источником света на той же высоте, что и уплотнения, которые необходимо измерить и осветить впоследствии. Этот процесс необходим для устранения любых производственных допусков и неточностей в оптических компонентах и позволяет выводить результаты в метрических значениях, поскольку коэффициент преобразования может быть точно определен с помощью калибровочной пластины и сохранен соответствующим образом.
После завершения калибровки ПЛК заказчика запускает процедуру тестирования по протоколу TCP/IP. Когда оператор выбирает объект для измерения с помощью пользовательского интерфейса, созданного индивидуально для данного заказчика , эти данные передаются в программное обеспечение для обработки изображений . Затем программное обеспечение загружает целевые значения (данные САПР) уплотнения рамы, подлежащего проверке.
На первом этапе камера захватывает проверяемый объект на стеклянной пластине, подсвеченной подсветкой . Пользователь может видеть изображения в режиме реального времени на экране и при необходимости немедленно корректировать положение проверяемого уплотнения.
Измерение толщины, расстояния и угла
После того, как все настройки выполнены правильно, начинается процесс измерения. Толщина резины измеряется вдоль краев уплотнения, и одновременно проверяется форма резинового уплотнения на предмет расстояний и углов. Результаты сравниваются с заданными значениями, и рассчитанное отклонение в микрометрах отображается в пользовательском интерфейсе. После успешного завершения этого этапа оператор включает переднюю подсветку через графический интерфейс и контроллер освещения .
На втором этапе поверхность уплотнения снова сравнивается с данными образца и проверяется на наличие дефектов, таких как трещины или отверстия. Расхождения отображаются на экране. Если оператор удовлетворен результатами этого этапа, он подтверждает их, и все ранее измеренные значения отправляются в ПЛК . Затем программное обеспечение для обработки изображений ожидает, пока оператор введет следующий объект тестирования, чтобы начать следующий процесс измерения.
Точность до миллиметра
Данная система обеспечивает точность измерения приблизительно 50 мкм при размере изображения 200 x 150 мм. При работе с тонкими объектами и несколько меньшими полями изображения можно достичь точности менее 10 мкм.
Система оптического контроля избавляет заказчика от трудоемких и всегда субъективных измерений и ручного контроля, обеспечивая микрометровую точность измерений и автоматизированное управление процессом . Благодаря модульной конструкции легко адаптируются к различным типам уплотнений и резиновых изделий. Использование гибких инструментов обработки изображений также упрощает интеграцию дополнительных функций и расширение системы в случае возникновения новых требований в будущем.
