XPlanar 在基于深度學(xué)習(xí)的 車載光學(xué)元件檢測中的應(yīng)用

文:德國倍福自動化有限公司2024年第三期

導(dǎo)語:對于批量生產(chǎn)來說,即便是同時檢測不同的部件,盡可能地縮短檢測時間,也是一項至關(guān)重要的標(biāo)準(zhǔn)。總部位于德國梅明 根的斯托巴特殊機(jī)床制造公司(Stoba Sondermaschinen)正致力于通過其基于深度學(xué)習(xí)的 InspectorONE光學(xué)檢測系統(tǒng), 和以倍福的 XPlanar 平面磁懸浮輸送系統(tǒng)為核心的運輸系統(tǒng),來實現(xiàn)這一目標(biāo)。該系統(tǒng)可幫助汽車供應(yīng)商實現(xiàn)極短的高壓噴射 閥檢測周期(僅需 3 秒),因此在三班制模式下每年可檢測約 600 萬個零件。

  用斯托巴的激光技術(shù)兼銷售專家 Michael Berkner 的話 來說,這家總部位于 Memmingen 的特種機(jī)器制造商主要通 過其在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域的專業(yè)知識使自己與眾不同。Berkner 強(qiáng)調(diào):“這種專業(yè)知識建立在激光材料加工的豐富經(jīng)驗之上, 這需要高水平的精度和自動化、激光技術(shù)和光學(xué)測試系統(tǒng)的 最佳組合。其中一項成果就是 InspectorONE 檢測系統(tǒng),它 是一款用于對各種部件和產(chǎn)品進(jìn)行視覺檢測的自學(xué)習(xí)設(shè)備?!?/p>

  模塊化設(shè)計在這里也至關(guān)重要,斯托巴公司的激光技術(shù) 專家Simon Mohr 補(bǔ)充道:“根據(jù)不同的應(yīng)用和測試流程,系 統(tǒng)包括不同類型和數(shù)量的工站, 例如用于表面檢測的相機(jī)系 統(tǒng)、用于零部件測量的測量技術(shù)或讀碼器。這可以根據(jù)要求 在模塊化基礎(chǔ)上進(jìn)行定義,正如 XPlanar 可以通過相應(yīng)數(shù)量 的平面模塊和動子作為中央處理單元進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整一樣。”

  1 快速無誤的測試

  斯托巴目前正在實施的系統(tǒng)是為一家汽車供應(yīng)商專門配 置的高壓噴射閥光學(xué)測試設(shè)備。它通過機(jī)器人進(jìn)行裝卸,并 直接集成到最終客戶的生產(chǎn)線上。XPlanar 構(gòu)成了產(chǎn)品運輸 的輸送技術(shù)基礎(chǔ),懸浮的動子可以根據(jù)需要并以流程優(yōu)化的 方式將工件輸送給不同的相機(jī)和測量工站。

  不同工件的檢測時間都非常短,這意味著可以在三班制 模式下實現(xiàn)規(guī)定的 3 秒周期時間,從而實現(xiàn)每年檢測 600 萬 個零件的目標(biāo)。該系統(tǒng)配備了相機(jī)和深度學(xué)習(xí)軟件,能夠快 速、自動地工作,并不斷改進(jìn)功能,例如掃描部件和檢測特 征或異常。具體的應(yīng)用實例包括360度旋轉(zhuǎn)式部件檢測、在一臺設(shè)備上同時檢測不同的部件以及檢測表面缺陷、污染、液 體中的顆粒物或材料中的氣泡。

XPlanar 動子

XPlanar 動子以優(yōu)化后的 3 秒鐘周期移動測試過程中的工件

  2 XPlanar 助力實現(xiàn)快速、靈活的輸送

  XPlanar 動子不僅能將工件輸送至各個檢測工站,還能 通過多自由度移動優(yōu)化工藝流程。例如,Simon Mohr 所認(rèn) 為的:動子的旋轉(zhuǎn)簡化并加快了從各個方向?qū)ぜM(jìn)行測量 的過程。關(guān)于選擇輸送系統(tǒng)的目標(biāo),他解釋道:“XPlanar 可以縮短循環(huán)時間,而這一點即使使用旋轉(zhuǎn)分度機(jī)臺也很難實現(xiàn)。此外,XPlanar 還是一種非常靈活且易于定制的模塊 化系統(tǒng)??蓱腋〉膭幼硬捎玫氖且环N完全不會引起機(jī)械磨損 的輸送技術(shù),因此非常適合用在潔凈室等環(huán)境中。而如果采 用直線導(dǎo)軌或旋轉(zhuǎn)分度機(jī)臺,則無法實現(xiàn)這一點?!?/p>

  Michael Berkner 認(rèn)為,旋轉(zhuǎn)分度機(jī)臺等方案需要更多 的機(jī)械設(shè)計工作,而 XPlanar 可以用其強(qiáng)大的軟件功能替代 這些硬件設(shè)計工作。雖然旋轉(zhuǎn)分度機(jī)臺也可以同時測量多個 工件,但要對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)檢測,則必須將相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸連接 起來,成本會非常高。這樣的耦合和隨后的解耦就無法實現(xiàn) 所需的 3 秒鐘的周期時間。而有了 XPlanar 之后,通過軟件 360 度旋轉(zhuǎn)即可輕松實現(xiàn)。

XPlanar 輸送系統(tǒng)

XPlanar 輸送系統(tǒng)支持實現(xiàn)斯托巴測試設(shè)備的緊湊型設(shè)計

  3 測試系統(tǒng)兼具低維護(hù)和低誤差優(yōu)點

  Michael Berkner 還提到了另外兩個方面:“由于 XPlanar 不會產(chǎn)生機(jī)械磨損,因此整個系統(tǒng)的維護(hù)成本非常低,尤其 是對于需要頻繁更換檢測產(chǎn)品的情況,這能夠帶來積極影 響。此外,XPlanar 還讓我們實現(xiàn)了超緊湊的設(shè)備設(shè)計,與 傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,占地面積減小了約 15% 到 20%?!?/p>

  Simon Mohr 所認(rèn)為的:系統(tǒng)的維護(hù)也更加方便?!安?用新設(shè)計后,控制柜可以安裝在 XPlanar 傳輸平面模塊表 面下。只有這樣才能確保設(shè)備的四面都能安裝檢修門,方便檢修?!?/p>

  維護(hù)需求的減少也可以提高系統(tǒng)的整體效率,因為更少 的維護(hù)最終意味著更高效的測試。據(jù)斯托巴專家介紹,這也 直接反映在測試操作中,因為懸浮式產(chǎn)品輸送可以避免出現(xiàn) 磨損,從而顯著減少微粒對部件的污染。另一方面,如果出 現(xiàn)這種微粒,即使不是實際的部件缺陷,也會被高精度深度 學(xué)習(xí)軟件檢測為異常。

CP29xx 系列多點觸控控制面板

CP29xx 系列多點觸控控制面板可實現(xiàn)便捷的設(shè)備操作和過程控制

  4 軟件功能增強(qiáng)了適應(yīng)性

  Simon Mohr 還將 XPlanar 強(qiáng)大的軟件功能視為測試系 統(tǒng)適應(yīng)不斷變化的要求的一大優(yōu)勢:“如果考慮到系統(tǒng)的使用 壽命較長以及不同的產(chǎn)品生命周期,那么用 XPlanar 的軟件 功能取代機(jī)械功能就變得尤為重要。像 InspectorONE 這樣 靈活的系統(tǒng),只需更換或增加相應(yīng)的檢測工站,就能適應(yīng)新 工件或不斷變化的檢測需求,而無需花費太多精力。至于更 改后的產(chǎn)品輸送,只需通過軟件進(jìn)行更新即可。”

  Michael Berkner 補(bǔ)充道,“在未來,它仍舊有很大的潛 力。例如,我們正在考慮為 XPlanar 動子的運動曲線制定針 對特定組件的方案,以便能夠在不中斷生產(chǎn)過程的情況下對不 同組件進(jìn)行逐批測試。而機(jī)械轉(zhuǎn)換根本不可能實現(xiàn)這一點?!?/p>

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