Πέντε Κλάσεις Ελαττωμάτων, Μία Κάμερα Στηριζόμενη σε Ρομπότ

Επισκόπηση

Ένα μεγάλο βαμμένο εξάρτημα παρουσιάζει μεγαλύτερη επιφάνεια από εκείνη που μπορεί να καλυφθεί οικονομικά από σταθερή διάταξη καμερών. Ένα προφυλακτήρας, μία πόρτα, μία πόρτα αποθήκευσης ή μία πτερυγίτιδα έχουν καθεμία πολλές επιφάνειες με διαφορετική καμπυλότητα, και η κάλυψη όλων τους από σταθερές θέσεις απαιτεί μία κάμερα ανά επιφάνεια και μία πηγή φωτός ανά κάμερα.

Η τοποθέτηση της κάμερας σε ρομπότ αλλάζει αυτήν την αριθμητική. Ένας αισθητήρας και μία πηγή φωτός μετακινούνται σε κάθε επιφάνεια εν σειρά, και το ρομπότ παρέχει την κάλυψη που διαφορετικά θα απαιτούσε ένας πίνακας. Το κόστος πληρώνεται με κίνηση: κάθε προοπτική γίνεται μία διαδρομή, και κάθε διαδρομή πρέπει να είναι αρκετά ακριβής ώστε η γεωμετρία του φωτισμού να είναι η ίδια στο χιλιοστό εξάρτημα όπως και στο πρώτο.

Αυτό το άρθρο περιγράφει τι μπορεί να ελέγξει μια σταθμευμένη σε ρομπότ σταθμός, πώς το φως κινείται μαζί με την κάμερα και πού ακριβώς βρίσκεται η απαίτηση ακρίβειας. Η Big Bird Industrial (πρώην Shimada Big Bird Industrial) κατασκευάζει συστήματα καθαρισμού και αποξύσματος για αυτοκινητοβιομηχανικά εξαρτήματα κινητήρα από το 2001, και η προσέγγιση ελέγχου εδώ ακολουθεί τις σταθμούς παραγωγής για βαμμένα εξωτερικά εξαρτήματα.

1. Γιατί Τοποθετείται Η Κάμερα Σε Ρομπότ

Το επιχείρημα είναι η κάλυψη ανά αισθητήρα, και γίνεται καθοριστικό καθώς το εξάρτημα μεγαλώνει.

Πολλές Επιφάνειες, Ένας Αισθητήρας

Ένα βαμμένο κάλυμμα έχει μια επάνω επιφάνεια, μια πλευρική επιφάνεια, μια ακμή με καμπυλότητα, μια εσωτερική πτέρυγα και συχνά μια σύνθετη καμπύλη μεταξύ τους. Καθεμία από αυτές παρουσιάζει την επιφάνειά της στην κάμερα υπό διαφορετική γωνία, και καθεμία απαιτεί το φως υπό συγκεκριμένη γωνία σε σχέση με εκείνη την επιφάνεια. Ένα ρομπότ μπορεί να κρατά τόσο την κάμερα όσο και το φως σε σταθερή σχέση μεταξύ τους και να προσφέρει αυτήν τη σχέση σε κάθε επιφάνεια.

Παραλλαγές Χωρίς Νέα Οπτικά

Ένας σταθμός που κατασκευάζεται για μία πλάκα είναι ένας σταθμός που παραμένει αδρανής όταν αλλάζει το μοντέλο. Ένα κεφάλι που κρατάται από ρομπότ αντιμετωπίζει μία νέα παραλλαγή διδάσκοντας μία νέα διαδρομή, κάτι που αποτελεί εργασία προγραμματισμού και όχι εργασία κατασκευής. Αυτή η ιδιότητα είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η διάταξη εμφανίζεται σε γραμμές που παράγουν αρκετές παραλλαγές πλακών, με μέτριο όγκο καθεμίας.

2. Οι πέντε κλάσεις

Μία βαμμένη εξωτερική επιφάνεια περιλαμβάνει κλάσεις ελαττωμάτων που διαφέρουν ως προς το μέγεθος, την αντίθεση και τον τρόπο με τον οποίο αντιδρούν στο φως, και αναμένεται ότι ένας μόνος σταθμός θα ανιχνεύσει και τις πέντε.

Σωματίδια και επιφανειακές εντοπισμένες εσοχές

Ένα σωματίδιο είναι μία τοπική προεξοχή που παραμορφώνει το εντοπισμένο φως ανάκλασης, ενώ μία επιφανειακή εντοπισμένη εσοχή είναι μία τοπική αλλαγή της κλίσης σε μεγαλύτερη περιοχή. Και τα δύο αποκαλύπτονται από μία κατευθυνόμενη ανάκλαση: το εντοπισμένο φως ανάκλασης κάμπτεται εκεί όπου κάμπτεται η επιφάνεια. Κανένα από τα δύο δεν είναι ορατό υπό διάχυτο φως, γι’ αυτόν τον λόγο ένας σταθμός που ελέγχει μόνο υπό διάχυτο φωτισμό παραλείπει και τα δύο.

Μικρές τρύπες, γρατζουνιές και ροή

Μια μικρή τρύπα είναι ένα σκοτεινό σημείο με αιχμηρό άκρο, μια γρατζουνιά είναι μια γραμμή που διασκορπίζει το φως και μια ροή είναι μια αλλαγή στο πάχος του φιλμ που τροποποιεί την τοπική κλίση σε μια μακρύσια και στενή περιοχή. Οι τρεις αυτές αντιδρούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις φωτός: η μικρή τρύπα σε συγγραμμικό φως, η γρατζουνιά σε φως χαμηλής γωνίας και η ροή σε φως που προσπίπτει υπό γωνία σύρσιμου κατά μήκος της.

3. Φωτισμός που κινείται

Όταν η κάμερα κινείται, το φως πρέπει να κινείται μαζί της, και αυτό αλλάζει το σχέδιο και των δύο.

Σταθερή Σχέση

Η πρακτική διάταξη είναι μία κεφαλή που φέρει κάμερα και φως σε σταθερή μηχανική σχέση, ώστε η γωνία πρόσπτωσης στην επιφάνεια να εξαρτάται μόνο από τη διαδρομή και όχι από τη θέση του ρομπότ μέσα στο εργασιακό του πεδίο. Αυτό είναι που καθιστά μία διδακτική διαδρομή αναπαραγώγιμη: η γεωμετρία είναι ιδιότητα της κεφαλής και όχι της θέσης.

Βάρος και Επιτάχυνση

Μία κεφαλή που φέρει μία πηγή φωτός είναι βαρύτερη από μία απλή κάμερα, και το ρομπότ πρέπει να την επιταχύνει μεταξύ των προβολών χωρίς ταλαντώσεις που θα θολώνουν την έκθεση. Αυτός ο περιορισμός καθορίζει το σχέδιο της κεφαλής τόσο πολύ όσο και η οπτική, και γι’ αυτό οι κεφαλές που κρατούνται από ρομπότ χρησιμοποιούν διαμορφωμένους οδηγούς φωτός αντί για μεγάλα περιβλήματα λαμπτήρων.

4. Πού Βρίσκεται Η Απαίτηση Ακρίβειας

Η επαναληψιμότητα της διαδρομής δεν μετριέται σε χιλιοστά θέσης. Μετριέται στη σταθερότητα της γεωμετρίας του φωτισμού στην επιφάνεια.

Η Γωνία Έχει Μεγαλύτερη Σημασία Από Τη Θέση

Μια άποψη που είναι εκτός στόχου κατά χιλιοστό δεν αλλάζει την επιφάνεια που βλέπεται, αλλά μια άποψη της οποίας η γωνία του φωτός διαφέρει κατά λίγες μοίρες παράγει διαφορετική ανάκλαση και συνεπώς διαφορετική εικόνα. Το κριτήριο που έχει σημασία είναι η γωνιακή επαναληψιμότητα της κεφαλής σε σχέση με την επιφάνεια, η οποία σε μια καμπύλη πλάκα μεταβάλλεται κατά μήκος της διαδρομής.

Απόσταση Απόσυρσης και Εστίαση

Η εργασιακή απόσταση πρέπει να διατηρείται αρκετά σταθερή ώστε η εστίαση και η μεγέθυνση να παραμένουν σταθερές, επειδή μια μεταβαλλόμενη μεγέθυνση μετακινεί την κλίμακα των ελαττωμάτων σε σχέση με το πλέγμα των pixel και διαταράσσει οποιοδήποτε κατώφλι μεγέθους. Σε μια μεγάλη πλάκα, η διαδρομή περιλαμβάνει επομένως διόρθωση στην κανονική κατεύθυνση, όχι μόνο στη θέση.

5. Ο Προϋπολογισμός Κύκλου

Ένας σταθμός που κρατιέται από ρομπότ ξοδεύει τον κύκλο του κινούμενος αντί να εκτίθεται, γεγονός που αντιστοιχεί στο αντίθετο ενός σταθμού με ακίνητη κάμερα.

Οι Απόψεις Καθορίζουν τον Χρόνο

Κάθε επιφάνεια απαιτεί τουλάχιστον μία λήψη ανά καθεστώς φωτισμού, και ένα πάνελ με πέντε επιφάνειες και δύο καθεστώτα απαιτεί δέκα λήψεις συν το χρόνο μετακίνησης μεταξύ τους. Σε ένα προφυλακτήρα ή ένα σύνολο κλεισίματος επιτυγχάνεται κύκλος δεκαπέντε δευτερολέπτων ή λιγότερο, αλλά αυτό επιτυγχάνεται με τον προγραμματισμό της διαδρομής έτσι ώστε οι διαδοχικές λήψεις να βρίσκονται κοντά η μία στην άλλη, όχι με την επιτάχυνση της λήψης.

Όπου Χάνεται Ο Χρόνος

Ο χρόνος χάνεται κατά τις αλλαγές κατεύθυνσης και κατά την επιστροφή σε μία ασφαλή θέση. Μία διαδρομή που επισκέπτεται επιφάνειες σε μία σειρά με μεγάλα άλματα δαπανά περισσότερο χρόνο σε μετακίνηση παρά σε απεικόνιση, γι’ αυτόν τον λόγο η σειρά λήψης αποτελεί βελτιστοποίηση και όχι αυθαίρετη λίστα.

6. Όταν Οι Σταθερές Κάμερες Νικούν

Μία σταθμός με ρομποτικά κρατούμενη κάμερα δεν είναι πάντα καλύτερος. Όπου το εξάρτημα είναι μικρό και παρουσιάζεται σε μία μόνο προσανατολισμό, ένας σταθερός σταθμός με πολλαπλές κάμερες δεν έχει χρόνο κίνησης ούτε διαδρομή προς διατήρηση, και θα υπερτερεί του ρομπότ τόσο ως προς τον κύκλο όσο και ως προς την αξιοπιστία.

Η επιλογή προκύπτει από τον αριθμό των επιφανειών και τον αριθμό των παραλλαγών. Πολλές επιφάνειες και πολλές παραλλαγές ευνοούν το ρομπότ· μία επιφάνεια και μία παραλλαγή ευνοούν τις σταθερές κάμερες. Μία σταθμός που κατασκευάζεται για ένα μοναδικό πάνελ υψηλής παραγωγής με μία κρίσιμη επιφάνεια δεν χρειάζεται ρομπότ, και η προσθήκη ενός τέτοιου προσθέτει συντήρηση χωρίς να βελτιώνει την κάλυψη.

7. Επαλήθευση ενός σταθμού με ρομπότ

Η επαλήθευση πρέπει να ελέγχει τόσο τη διαδρομή όσο και την οπτική, επειδή η διαδρομή είναι το σημείο όπου βρίσκεται η μεταβλητότητα.

Παρουσιάζεται επανειλημμένα ένα αναφοράς πάνελ με ελαττώματα σε γνωστές θέσεις, και ο σταθμός πρέπει να τα εντοπίζει με τον ίδιο ρυθμό κάθε φορά και με το ίδιο μετρούμενο μέγεθος. Ένας σταθμός που εντοπίζει ένα σωματίδιο στην πρώτη διέλευση και το παραλείπει στην τρίτη έχει πρόβλημα διαδρομής ή σταθερότητας φωτισμού, και αυτό απαιτεί διαφορετική διόρθωση από ένα πρόβλημα κατωφλίου ανίχνευσης.

8. Σχεδιασμός της διαδρομής για κάλυψη

Η διαδρομή είναι η διαδικασία σε έναν σταθμό με ρομπότ, και σχεδιάζεται αντί να διδάσκεται με δοκιμές.

Ομαδοποίηση προβολών κατά προσανατολισμό

Τα επίπεδα που απαιτούν την ίδια γωνία φωτισμού επισκέπτονται μαζί, ακόμα κι αν δεν είναι γειτονικά, επειδή η εναλλακτική λύση είναι η αλλαγή λειτουργίας μεταξύ κάθε προβολής. Σε μια κλειστή επιφάνεια αυτό σημαίνει την ομαδοποίηση των ανωτέρω επιφανειών, στη συνέχεια των πλευρικών επιφανειών και τέλος των ακτινών στις άκρες, με αλλαγή λειτουργίας σε κάθε όριο ομάδας αντί για σε κάθε επίπεδο.

Κατεύθυνση προσέγγισης

Κάθε προβολή απαιτεί μια προσέγγιση που διατηρεί την κεφαλή εκτός εμπόδιου από το αντικείμενο κατά την είσοδο και την έξοδο· σε μια καμπύλη επιφάνεια, η κατεύθυνση προσέγγισης δεν ταυτίζεται με την κατεύθυνση παρατήρησης. Μια διαδρομή που αγνοεί αυτό το γεγονός θα προκαλέσει σύγκρουση σε μια παραλλαγή με ελαφρώς διαφορετική ακτίνα· γι’ αυτόν τον λόγο, τα διανύσματα προσέγγισης είναι μέρος του προγράμματος και όχι ιδιότητα του ρομπότ.

Μια διαδρομή που σχεδιάζεται με αυτόν τον τρόπο εκτελείται σε έναν συνεπή κύκλο χωρίς απρόσμενα γεγονότα, και η ίδια δομή την καθιστά εκπαιδεύσιμη για την επόμενη παραλλαγή χωρίς να ξεκινάμε από ένα κενό πρόγραμμα.

Συχνές Ερωτήσεις

Μπορεί μία κεφαλή να καλύψει και τις πέντε κατηγορίες;

Μπορεί, εάν διαθέτει περισσότερες από μία λειτουργίες φωτισμού. Μία μόνο λειτουργία καλύπτει καλά ορισμένες κατηγορίες και παραλείπει άλλες, γι’ αυτόν τον λόγο ένα παραγωγικό κεφάλι εναλλάσσεται μεταξύ τουλάχιστον δύο λειτουργιών.

Πόσο συχνά χρειάζεται να διδαχθεί εκ νέου η διαδρομή;

Μετά από οποιαδήποτε μηχανική αλλαγή στο κεφάλι, στο πρόστημα ή στο ρομπότ, καθώς και μετά από σύγκρουση. Διαφορετικά, ελέγχεται με τη βοήθεια της αναφοράς πίνακα αντί να διδαχθεί εκ νέου.

Επηρεάζει η ταχύτητα του ρομπότ την ανίχνευση;

Μόνο εάν η έκθεση πραγματοποιείται ενώ το ρομπότ κινείται. Η ευρεσιτεχνική θέση (indexed positioning) πριν από κάθε έκθεση εξαλείφει αυτήν την επίδραση, με το κόστος της αύξησης του χρόνου κύκλου.

Ποιο είναι το κύριο στοιχείο συντήρησης;

Το ίδιο το κεφάλι: η ένταση της λάμπας, η καθαρότητα του φακού και η μηχανική στοίχιση μεταξύ κάμερας και φωτός. Και τα τρία παρουσιάζουν παρέκκλιση και όλα τροποποιούν την εικόνα χωρίς να παράγουν μήνυμα σφάλματος.

Συμπέρασμα

Μία κάμερα που κρατάται από ρομπότ αγοράζει κάλυψη ανά αισθητήρα, γεγονός που την καθιστά οικονομική για μεγάλα εξαρτήματα με πολλές επιφάνειες και πολλές παραλλαγές. Η τιμή πληρώνεται κατά την κίνηση, και η κίνηση πρέπει να διατηρεί τη γεωμετρία φωτισμού, όχι απλώς τη θέση.

Οι πέντε κλάσεις ελαττωμάτων απαιτούν περισσότερες από μία λειτουργίες φωτισμού, και η δοκιμή αποδοχής πρέπει να επαναλαμβάνει την ίδια αναφορά πολλές φορές. Μία σταθμός που περνάει μία φορά έχει αποδείξει μία εικόνα, όχι μία διαδικασία.