Deliklerdeki Eş-Merkezlilik, Merkez Kaçıklığını Bulma

TAYSAD organize sanayi bölgesinde otomotiv sektöründe çalışan ARPEK firmasında 2. sistemimizi kurduk. Döküm malzemeler üzerinde, fabrikanın tezgahlarında dişli delik açılıyor. Bu açılan deliklerin pozisyonu oldukça önemli. Bunun için deliklerdeki merkez kaçıklığı kontrol edilmektedir.

ABB robotları ile parçalar kamera önüne getirilir. Kamera kontrolleri yapılması için elektriksel tetik sinyali alırız. Bu sinyali alan VYP programımız kontrollerini başlatır. Ölçülen kaçıklık değerleri girilen toleranslar içinde ise OK verilir. Çıkışı yine elektriksel sinyal olarak ABB robotuna veriyoruz. Bu şekilde 3 vardiya şeklinde üretim yapılır ve kontrol edilir.

Bununla birlikte hem ölçüm sonuçları ve sinyallerin gidiş gelişleri log’lanır, hem de ölçümler veritabanına kaydedilir. Kaydedilen bu değerler üzerinden raporlama yapılabilir. Hangi gün, vardiya ve saatlerde, hangi model ürünlerde daha fazla RET vermeye başlamış, buradan görülebilir. Ölçümlerin standart sapması, genel kaçıklıkları bulunabilir, böylece tezgahta daha büyük sorunlar çıkmadan gerekil düzeltmeler yapılabilir.

Mikron hassasiyetinde kontrol sağlanması istendi. Bunun için yüksek çözünürlüklü kameralar, lensler ve uygun aydınlatmalar kullandık.

İstenen uygun sonuca başarıyla varınca 2. sistemi de kurmamız istendi ve onun da kurulumunu geçtiğimiz aylarda yaptık. MAVİS olarak, aynı firmaya birden fazla sistem kurmamız onların memnuniyetini gösteriyor, biz de bundan memnunuz..

arpek foto
10-run2

 

Hortumların Yüksek Basınç Altında Genişlemesinin Hassas Ölçümü

Uluslararası bir şirket olan ve çeşitli sektörlerde çözümleri olan EATON, Çerkezköy’de bulunan fabrikasında endüstriyel, pvc, termoplastik, hidrolik hortumlar üretmektedir. Bu hortumların içinden zaman zaman yüzlerce bar basıncında hava ve sıvı geçmektedir.

Epeyce uzun olan hortumların yüksek basınçlara dayanıklı olması olmazsa olmazdır. Çünkü hortumdaki bir çatlak yarık görünmeyen bir hata, geri dönüşü olmayan kazalara sebep verebilir.

eaton hortum

 

 

 

 

 

Bu sebepten dolayı, hortumların bir test basıncında (40-60-80 barlara kadar çıkabilmektedir), çap genişliğinde ve boylamasına uzunluğunda, istenen mikron ölçüsüne kadar genişlemesi ve dayanıklılığı test edilmektedir.

İşte bu enlemesine ve boylamasına uzama ölçümünü Mavis olarak yapmış bulunmaktayız.

  • Hortumların, ilk olarak basınç yokken genişlik ve uzunluk ölçümleri alınır.
  • Sonra basınçlı su verilerek test basıncında iken yeniden ölçüm yapılır.
  • Bu uzama miktarları yüzdesel olarak hesaplanır ve sonuç verilir. Uygun toleranslar içinde ise hortum güvenlidir ve paketlenip gönderilebilir.
  • Her bir hortum için istenilen şablonda rapor çıktısı verilir.

Çok hassas ölçüm yapılması gerektiği için, endüstriyel kameralarımızdan fazlaca kullandık ve özel aydınlatmalar ile yakından baktık.

Ölçüm sisteminin konstrüksiyonu da yine bizim tarafımızdan yapıldı. Bütün sistem darbeye ve suya dayanıklı olarak tasarlandı.

Sistem tek parça olarak bir rayın üzerinde hareket ediyor. Hortumların patlatma testleri yapılacağı zaman, sistemin zarar görmemesi için, ray üzerinden geriye ittirilerek uzaklaştırılıyor. Ölçüm yapılacağı zaman ise tekrar yerine getirilip kilitleniyor.

eaton vyp

2B Kameralı Ölçüm Sistemi

Mavis 5 MP veya üzeri kameralardan alınan görüntülerin yapay görme –  bilgisayarlı görme teknikleri uygulanarak ölçüm yapılabilmesi amacıyla 2B ölçüm sistemini geliştirmiştir. (Kameralı Ölçüm – Kameralı Ölçme) Sistem Mavis VYP yazılımı üzerinde geliştirilmiştir. Dolayısıyla kullanım kolaylığı ve fonksiyonalitesi (alınan görüntüleri ve sonuçları kaydetme, geriye dönüp izleyebilme, raporlayabilme, istatistik çıkarabilme, kullanıcı bazında güvenlik vs.) gibi özellikleri ile birçok şirkette başarıyla kullanılmaktadır.

Mavis kameralı 2B ölçüm sistemi sadece laboratuvar ortamı için geliştirilmemiştir. Mavis tarafından geliştirilen tüm yapay görme projeleri gibi endüstriyel ortamlar ve seri üretim yapan yerler için düşünülmüştür. Kameralı ölçme işlemi milisaniyeler içinde gerçekleştiğinden, üretim hızına eşdeğer %100 kontrol ve ölçüm imkanı sunmaktadır. Program mühendis ya da kalite kontrol yetkilisi tarafından kullanılabileceği gibi Kolay kullanımlı arabirimi her türlü operatör tarafından da çok kısa bir eğitimle başarıyla kullanılabilmektedir.

Hassasiyet

Mavis hassas 2B ölçüm sistemi, sabit bir kurulu sistem olmayıp, bileşenlerin her birinin (kamera, lens, aydınlatma elemanları) değiştirilebildiği esnek bir yapıdır. Dolayısıyla müşteri ihtiyaçlarına en uygun çözünürlükte kamera ve lens seçimi ile istenen hassasiyet yakalanabilmektedir. Mavis 5MP, 8MP, 10MP dijital kameralar ile yüksek kalitede görüntü almaktadır. Kamera yazılımının “kenar iyileştirme etkin” (strong edge enhancement) özelliği ile çok daha keskin sonuçlara ulaşabilmektedir. Mavis, kullandığı HALCON görüntü işleme yazılımı ile, pixel bazında DEĞİL, pixel altı (sub pixel) doğrulukta ölçüm yapabilmektedir. Sonuç olarak, Mavis ölçüm sistemi genel bir hassasiyet rakamı ile değil, müşteri tarafından istenen değerlere uygun bir konfigürasyon ile beklenen hassasiyeti yakalayabilme şeklinde çalışmaktadır.

Sistemin Çalışma Yöntemi

Ölçüm yapılacak parça alttan veya üstten aydınlatmalı (parça rengine ve duruma göre) zemine yerleştirilir. 5 MP veya üzeri çözünürlüklü kamera ve ona bağlı Telesentrik lens (telecentric lens) yardımıyla bozulmanın en aza indirgenmiş olduğu görüntü alınır ve bilgisayara aktarılır. Bilgisayarda çalışan gelişmiş görüntü işleme yazılımı kullanıcı tarafından set edilmiş ölçümleri yapar.

Sistem otomatik veya manual beslemeli çalışabilir. Tüm kontroller çok kısa sürede gerçekleştiğinden (10-100 milisaniye arası) yüksek hızda ya da eş zamanlı kontrollere uyarlanabilir. Çıkış bilgisi ekranda gösterilir, sesli ikaz verilebilir, barkot üretilebilir veya PLC için elektriksel işaret (5-24 V) üretilebilir.

Mavis Kameralı Ölçüm (Kameralı ölçme) sistemi, ölçüm işlemini çok kısa sürede (5-50 milisaniye) gerçekleştirdiğinden, ölçüm sonucunu daha stabil hale getirmek için, istenen adet kadar tekrarlanarak, ortalama sonuç alınması suretiyle de çalıştırılabilir. örnek : ölçüm yapılacak parçanın istenen ölçümleri 25 ms. sürsün. Eğer zaman sorunu yoksa, aynı parçaya ait ölçümleri ard arda 20 kez tekrarlatmak suretiyle daha hassas ve daha kararlı bir ölçüm değeri, 0.5 saniye içinde elde edilmiş olur.

Genel Kontroller

  • X – Y – Z koordinat değerlerinin ölçülmesi.
  • belirlenen mesafeler arası ölçümlerin yapılması.
  • Uzunluk, mesafe ölçme, alan, açı, çap, yay, daire, yarım daire vb. geometrik tüm ölçümlerin yapılması
  • Yapılan ölçümlerin minimum – maksimum değerler arasında olup olmadığının kontrol edilmesi
  • Metrik / pixel dönüşümlerinin yapılabilmesi
  • Tüm ölçümlerin ve ekran görüntülerinin kaydedilmesi

Opsiyonel Kontroller

  • Oryantasyon (parçanın dönmüş olması) kontrolü. (Parça istenen  her doğrultuda yerleştirilmesine rağmen ölçümlerin yapılabilmesi)
  • CAD datasının okunması / üretilmesi

Sistemin Getirileri

  • İnsan tarafından yapılamayacak kadar hızlı ve güvenli ölçüm imkanı
  • Ölçüm sonuçlarının kaydedilmesi
  • Hatalı ürünlerin otomatik olarak ayırt edilmesi
  • Sistem ölçüm sonucu, ölçüm değerlerinin istenen aralıkta olmaması durumunda ses, ekran görüntüsü ve PLC çıkışı vererek seri üretim yapılan yerlerde hızlı kontrole imkan vermektedir.

Mavis VYP Kameralı Ölçüm Sistemi Örnek Çalışma ve Ekran Görünümü

Örnek Uygulamada, ortalama 3.5 cm boyunda olan bir çanta anahtarının üzerinde belirlenen mesafelerin ölçümünü adım adım gösteren ekran görüntülerine yer verilmiştir. Uygulamada iDS uEye 1485 LE-C kamera ve 35 mm lik lens kullanılmıştır. Anahtar, beyaz aydınlatmalı zemin üzerine yerleştirilmiştir.

1 yılda 3 milyon kez Mikro boyutta Ölçüm

Bulgaristan MikroAk firmasında, üretilen elektronik soket ve parçaların, pimleri arasındaki mesafenin ölçülmesi projesine devam ettik. Denso Robotun programlanarak, robot kolunda tuttuğu 4 soketi, istediğimiz kamera pozisyonlarına getirmesini sağladık. Robot, hem enjeksiyon makinasından parçaları alıp birleştirme görevinde, hem de kameraya parçaları göstererek ölçüm robotu olarak kameralı ölçme işleminde kullanıldı. Ölçülecek soket ve soket üzerindeki pimler hızlı bir şekilde ve olabildiğince hassas olarak ölçülmeliydi. Soket büyüklüğü ortalama 3 x 3 cm boyutlarında ve ölçülecek pimler arası mesafe birkaç mm. civarında olduğundan mikro düzeyde ölçüm yapmak gerekiyor.

Fikir vermesi açısından, ölçüm öncesi soketin resmini klavye üzerindeyken çektim…

Robot, enjeksiyon makinasından aldığı bu soketleri her bir kolda 2 şer olmak üzere, 2 kol üzerinden kameraya gösterecek, kamera ölçümleri yapıp sonucu bildirecek.

Kamera telecentric lens ile gelen her bir sokete görebilecek şekilde konumlandırıldı…

Telesentrik lens ve iDs uEye kamera ile robot kolunun getirdiği soket üzerinden ölçüm işlemlerinin yapılması

Kamera ile alınan fotoğraflar incelendiğinde, beklenen hassasiyet değerlerine ulaşıldığı görüldü. HDevelop ile görüntü işleme işlemlerine geçildi. Eş zamanlı olarak zemin aydınlatması (background) yapımına başlandı. Zemin aydınlatması; keslamit malzeme içine yerleştirilmiş, ön tarafı plexi ile kapatılmış, PC tarafından sürülmek suretiyle açılıp kapatılabilen led tabanlı bir aydınlatma olacak. Aydınlatma için led dizilimi ve elektronik devre hazırlandı, kutusunun ise yarın teslim edileceği söylendi. Gayet küçük ve işlevsel olan bu ilginç zemin aydınlatmasının fotoğraflarını da yarın yayımlamayı düşünüyorum.

Sonuç olarak, zemin aydınlatması olmaksızın alınan görüntüler ön görüntü işleme işlemlerine tabi tutulduğunda…

Soketlerin pin mesafelerinin görüntü işleme yöntemleri ile hassas olarak ölçülmesi

sonuç gayet tatminkar çıktı. Bundan sonrası, tüm robotlu kameralı hassas ölçüm sistemini, Mavis VYP yazılımı platformuna taşımak. Böylece alınan resimler ölçüm sonuçları ile birlikte kaydedilecek, 19″ LCD ekranda değerler gösterilecek ve %100 kalite kontrolünün yapılması sağlanmış olacak.

Kameralı hassas ölçüm sistemi doğası gereği zor projelerdir. Firmalar Kalite Kontrol laboratuvarlarında, izole şartlarda, örnekleme yaparak çeşitli elektronik makinalar ya da yazılımlar yardımıyla ölçüm yaparlar. Mavis olarak kurduğumuz sistemler üretim hızına eşit hızda çalışan ve %100 kontrol esasına dayalı çözümlerdir.  Buna ilaveten sistemin Bulgaristan’da olması da sorun teşkil edebilir. Kurulacak sistem kolay olmalı, servis ihtiyacı çok az olmalı, servis ihtiyacı olursa uzaktan bağlanılarak yapılabilmeli.

Mavis olarak, yurt içinde kurduğumuz sistemler bile tüm bu özelliklere haiz olduğu için, bu projede de zorlanmayacağımızı düşünüyorum.

Plastik Enjeksiyon Hassas Ölçüm

Enjeksiyon makinaları tarafından üretilen ve sonrasında kesim gibi işlemlere tabi tutulan parçaların %100 ölçümlerinin yapılması işlemi Mavis VYP Hassas Ölçüm sistemi tarafından yapılmaktadır.

Ölçüm Tekniği :

Kamera array (birden fazla kameranın yan yana vektör ya da matris şeklinde) dizilerek alınan görüntünün birleştirilmesi ve işlenmesi.

Ölçülecek parçanın büyük olması durumunda, hassas ölçüm için, 50 – 75 mm, megapixel lens ile bakıldığında parçanın yalnızca bir kısmı görüş alanına girmektedir. Müşteri tarafından istenen hassasiyeti (.01 gibi)  yakalayabilmek için yan yana dizilmiş 2 veya daha çok sayıda kamera ile bakmak gerekebilir.

Mavis görüntü işleme yazılımı (VYP) sınırsız sayıda kamera ile çalışabildiğinden, çok sayıda kameralı uygulamalar için avantajlı hale gelmektedir.

Aynı anda, yandan bakan 2 kamera ile aynı parçadan alınan görüntüde, çıkıntı şeklindeki parçaların ve mesafelerinin ölçümü.

Ölçüm (Measure)

Mavis olarak, son zamanlarda her zamankinden daha fazla ölçüm sistemi talebiyle karşılaşmaktayız. Üretici firmalar, daralan kar marjını sıfıra yakın hata oranlarıyla sübvanse edebileceklerinden, eskiye göre daha çok kalite kontrol ve ölçüm uygulamalarına yer vermeyi düşünüyor olmalılar. Hızlı ve hassas ölçüm dendiğinde, kameralı ölçüm sistemleri en cazip alternatif olarak görünmektedir. Mavis olarak, %100 ölçüm ve kontrol esasına dayalı görüntü işleme uygulamaları geliştirdiğimizden, var olan çözümlerimizi megapixel telecentric lens ve yüksek çözünürlükte  kamera kullanarak hassas ölçüm yapabilecek şekle getirdik. Yine kendi geliştirdiğimiz USB IO modülü ile PLC ya da konveyör gibi dış ortamlarla haberleşmek te hızlı ve basit bir hale indirgendi. En önemlisi, ölçüm gibi nokta altı hassasiyet (subpixel precision) gerektiren durumlarda, HALCON un gücünü kullanan çözümlerimiz, müşteri tarafından beklenen tolerans değerlerine uyabilmemizi sağladı.

Dağınık Kalsın

Ölçüm yapmadan önce, ölçülecek parçanın açısal olarak dönmüş vaziyette olması, görüntü işleme ile ilgilenenlerin genelde pek hoşuna gitmeyen bir durumdur. Açısal olarak dönmüş bir parça üzerinden ölçüm  yapılacak ise 2 farklı çözüm sözkonusu olabilir. Parçayı x yada y eksenine göre dik/yatay olacak şekilde  (0 ya da 90 derece) döndürmek (ki bu durumda resim kalitesinden (en azından teorik olarak) feragat etmek gerekiyor) ya da parçanın halihazırdaki konumu üzerinden ölçüm yapmak.

HALCON ile her iki durumda da ölçüm yaptığımda aynı sonucu elde ettim. Zaten HALCON ölçüm için gen_measure_rectangle2 kullanıyordu ki, dönmüş prçanın dönüş açısını belirleyip (orientation_region) rectangle2 bu açıya göre verilirse, sistem zaten direk açısal dönmüş ölçümü yapacaktı. Dolayısıyla, dönmüş parçalar için hom_mat2d_rotate, affine_trans_image vb. komutlarla uzun uzadıya uğraşmaya gerek kalmamış olur. Ben yine de uğraştım. Denedim. Aynı sonucu verdiğini gördüm. (Beklenmeyen bir durum da değil ama yinede deneyip görmek daha ikna edici oluyor… Tıpkı şimdi measure_pairs ve gen_rectangle2_contour_xld kullanmak arasında fark olmayacağını göreceğim gibi…)