Párhuzamosított vizsgálatok XTS segítségével – Lineáris szállítórendszer hengeres fémöntvények optikai vizsgálatában

Annak érdekében, hogy az összes kritikus paraméter ellenőrizhető legyen, a komplex alakzattal rendelkező alkatrészek esetében jellemzően több, egymással párhuzamosan vagy sorosan működő kamerával ellátott optikai ellenőrző-rendszer szükséges. A németországi Regensburgban működő Gefasoft Automatisierung und Software GmbH. által kifejlesztett, légzsákok befúvóidomainak vizsgálatára szolgáló rendszer, a Sova-VIS 16 sem kivétel ez alól. Mivel ezek a számos különféle kivitelben előállított – körülbelül 60 mm átmérőjű –, hideghúzással készülő, kávéscsésze formájú alkatrészek a légzsákok kritikus biztonsági elemei, a belső és külső felületüket alaposan ellenőrizni kell.

Időkülönbségek kiegyenlítése és egyszerű rendszerbővítés az XTS segítségével

Bizonyos vizsgálatokhoz elegendő egyetlen képet készíteni, a bonyolultabbak azonban kifinomult háttérvilágítást igényelnek, és több felvétel szükséges ezek elvégzéséhez. A befúvóidom belső falának minősége különösen kritikus, ennek esetében még a legkisebb, néhányszor tíz mikrométer nagyságrendű hibák sem megengedhetők. A munkadarab megmunkálásához szükséges végső lépések elvégzéséhez vonalkamerák szükségesek, amelyek biztosítják a megfelelő képfelbontást. Csak a végső vágás folyamata közel 2 másodpercet vesz igénybe, ebből adódóan az egyes megmunkáló-állomások által elért képalkotási idők jelentősen eltérhetnek egymástól.

Ha a kamera-állomásokat egy merev továbbítórendszer kötné össze – mint például egy pozicionáló körasztal –, a teljes mérőállomás leggyorsabb átfutási idejét a leghosszabb képalkotási idővel rendelkező kamera-állomás szabná meg (feldolgozási sebességének megfelelően korlátozza az áteresztőképességet).

Az XTS rugalmasságának köszönhetően a gyorsabb vizsgálópontokhoz több munkadarab juttatható el egy időegység alatt, de az alacsonyabb sebességgel működő vizsgálóállomások – amelyekből párhuzamosan többet állítottak üzembe – az előbbiekkel egyidejűleg üzemelhetnek.

– A Sova-VIS 16 rendszer megalkotása során az egyes ellenőrzőműveletek igen eltérő képalkotási sebessége ösztönzött bennünket arra, hogy rugalmas, aszinkron szállítórendszerre épülő berendezést tervezzünk, amellyel hatékonyan és kis területen végezhetők el a kijelölt feladatok. A Beckhoff egymástól függetlenül vezérelhető mozgatókat tartalmazó XTS-rendszere tökéletesen alkalmas erre. Az alacsonyabb sebességen üzemelő ellenőrzőállomások ellenére átlagosan 1,9 másodperces ciklusidőt sikerült elérnünk, ráadásul az XTS révén mindezt a hasonló berendezésekhez képest lényegesen kisebb helyigény mellett valósítottuk meg, teljesítve ügyfelünk ez irányú elvárásait is – nyilatkozta Georg Schlaffer, a Gefasoft marketingigazgatója.

Alsó- és felső rögzítőtüskével (rendre bal és jobb oldali kép) ellátott XTS-mozgatók veszik fel a befúvóidomokat „kalappal felfelé vagy lefelé” néző pozícióban. A vonalkamera előtti forgatáshoz szükséges fogaskoszorú is jól megfigyelhető a felvételeken.

– Az ilyen jellegű alkatrészek iránti intenzív kereslet miatt a megrendelőnk 2 másodperc alatti ciklusidőt írt elő. Mivel az ellenőrző műveletek közül kettő is 4 másodpercnél hosszabb ideig tart, a célkitűzések eléréséhez meg kellett duplázni, és párhuzamosítani kellett ezeket az állomásokat – tette hozzá Christian Schärtl tervezési igazgató. – Az XTS rugalmasságának köszönhetően ezt könnyen sikerült teljesítenünk. Más jellegű, szíj- vagy lánchajtással mozgatott hordozóelemekre épülő rendszerek lényegesen bonyolultabb mechanikával rendelkeztek volna, ráadásul ezek jellemzően nagyobb méretűek, és alacsonyabb sebességen üzemelnek.

A nagyszámú kamera-állomás miatt az XTS teljes hossza 11 méter, és 30 mozgatót tartalmaz. Utóbbiak nagy tömege következtében a Hepco által gyártott, speciális vezérlőrendszerrel egészítették ki a szállítósort. A mozgatók közel 4 kg-os tömege abból adódik, hogy a befúvóidomokat pontosan kell a kamerák előtt pozícionálni, ráadásul az alsó és felső felületük vizsgálata kétféle beállításban történik („kalappal felfelé és lefelé” néző állásban). Mindez csak emelő- és forgatóegységekkel oldható meg.

Elejétől fogva az volt a célkitűzés, hogy egyetlen teljesen automatizált vizsgálógéppel kiváltsuk a korábban kézzel végzett műveleteket. Ezzel szemben nem lett volna gazdaságos minden egyes ellenőrzési fázist külön gépen megvalósítani, részben a velejáró bonyolult logisztika és nagyobb helyigény miatt, másrészt pedig azért, mert túl költséges lett volna, ha a befúvóidomok szállítókosarakból történő adagolását több szakaszra kellett volna osztani.

– A lineáris szállítórendszernek köszönhetően bármikor rugalmasan beiktathatunk további feldolgozó állomásokat a rendszerbe, így a későbbiekben felmerülő igényekhez is alkalmazkodni tudunk – mutatott rá Georg Schlaffer az XTS egy másik kiemelkedő tulajdonságára is.

Egyetlen vizsgálórendszer a teljes folyamatban

A munkadarabokat a felületük zsírtalanítását követően ömlesztve, szállítókocsikkal juttatják a vizsgálórendszerhez, ahol egy robotkar futószalagról átteszi őket az XTS-re. Ez utóbbi mozgatóin munkadarab-befogók találhatók, melyek helyzetét az átrakó ponton elhelyezett, a befúvóidom állásszögének és típusának érzékelésére szolgáló kamera segítségével állítja be a rendszer. Minden munkadarab a felső részébe préselt sorszámmal van ellátva, amelyet az első kamera-állomás ellenőriz.

A sorszám beazonosítását követően a rendszer megvizsgálja a befúvóidom belső felületét, amihez „kalappal lefelé néző” állásba kell forgatni, azaz a nyílásának felfelé kell néznie. E célból a munkadarabot egy befogófej elemeli a mozgatóról, 180 fokkal elforgatja, majd ismét visszahelyezi a mozgatóra, amely ekkorra visszahúzza a belső rögzítőtüskéit, így a befúvóidomok a szimmetriatengelyük mentén pozícionálva, a peremükön nyugodva haladhatnak tovább. A belső felület ellenőrzőséhez ezután egy vonalkamera elé forgatja be a befúvóidomokat a rendszer.

– A legnagyobb problémát a helyszűke jelentette, mert egy kamerát és négy fényforrást kellett a munkadarabok belsejébe juttatni, mindössze egy 60 mm átmérőjű térrészben – tette hozzá Christian Schärtl. – Ehhez a kamerát és a világítóelemeket egyesítő egységet kellett terveznünk, amely behatol a befúvóidom belsejébe, eközben kívülről a mozgató forgatótüskéihez hozzácsatlakozik egy szervomotor. Ezen kívül a világítórendszerhez ki kellett fejleszteni egy gyors vezérlőt is. A világítóegység munkadarabon belülre történő behelyezése és a körbeforgatás kicsit több mint 2 másodpercet vesz igénybe, ezért az 1,9 másodperces ciklusidő biztosítása érdekében két ilyen vizsgálóállomást építettünk be.

A forgatóállomások után egy ellenőrző pont következik, amely az anyaghibákat, illetve a befúvóidom alapzatát vizsgálja. Az első lineáris szállítószakasz utolsó kamera-állomása a munkadarab peremének alaki hibáit vizsgálja. Az eddigiekből következően az első lineáris szakaszon összesen hat kamera-állomás található. A vonalkamerás ellenőrzés, és a forgatóállomás megkettőzésével összesen kilenc műveleti pont adódik.

Miután a mozgatók áthaladtak az XTS visszafordító szakaszán, a munkadarabok további kamera-állomások mentén, és egy címkézőállomáson keresztül folytatják útjukat. Külső felületüket két vonalkamera ellenőrzi, „kalappal felfelé” forgatott pozícióban, majd a peremük felső részének vizsgálata következik. Legvégül egy kamerával vezérelt, az XTS-mozgatóhoz szinkronizált tintasugaras nyomtató megjelöli a hibás darabokat, míg a jókat egy lézernyomtató látja el jelzéssel. A második lineáris XTS-szakasz végén egy gyors, Stäubli TP80 típusú robot veszi le a munkadarabokat a szállítórendszerről és továbbítja a következő munkafázis felé.

A felvételek birtokosa / szerzői jogok tulajdonosa:

Beckhoff

www.beckhoff.hu

(x)