Delik-Perçin Boyutlarının ve Birbirleri Arasındaki Mesafelerin Kontrolü

Otomotiv sektöründe hizmet veren bir firmada bakır malzeme üzerindeki delik ve perçinlerin bulunup,boyutlarının ve birbirleri arasındaki mesafelerin kontrol edilmesi amaçlı bir sistem devreye aldık.

Geliştirdiğimiz arayüz sayesinde program farklı modellere uyarlanabiliyor. Modelin tanıtılması için operatör tarafından ürünün ölçümleri yapıldıktan sonra gerçek değerleri girilerek kaydedilmelidir. Tanıtılan modeldeki piksel-milimetre oranı kullanılarak ölçüm sonucunda bulunan piksel değerleri milimetre cinsinden ifade edilmektedir.

Deliğin bulunması :

var_threshold (ImageReduced, Region, 75, 75, 0.2, 2, 'dark')
closing_circle(Region, RegionClosing, 2.5)
opening_circle(RegionClosing, RegionOpening, 7)
connection(RegionOpening, ConnectedRegions)
select_shape_std(ConnectedRegions, SelectedRegions, 'max_area', 70)
smallest_circle (SelectedRegions, Row, Column, Radius)
gen_circle(Circle, Row, Column, Radius)
set_color(WinHandle, 'blue')
disp_region(Circle, WinHandle)

Perçinin bulunması :

var_threshold (ImageClosing, Region, 20, 20, 0.3, 3, 'light')
connection (Region, ConnectedRegions)
closing_rectangle1 (ConnectedRegions, RegionClosing, 10, 50)
opening_rectangle1 (RegionClosing, RegionOpening, 4, 120)
connection (RegionOpening, ConnectedRegions1)
select_shape (ConnectedRegions1, SelectedRegions, ['area', 'height'], 'and', [1000, 180], [2800, 290])
count_obj (SelectedRegions, Number)
if (Number = 2)
    union1 (SelectedRegions, RegionUnion)
    smallest_rectangle1 (RegionUnion, Row1, Column1, Row2, Column2)
    gen_rectangle1 (Rectangle1, Row1, Column1, Row2, Column2)
    w := Column2 - Column1
    h := Row2 - Row1
    area_center(Rectangle1, Area5, Row5, Column5)
    set_color(WinHandle, 'blue')
    disp_region(Rectangle1, WinHandle)
endif

Delik çapı,perçin eni-boyu,merkezlerinin satır-sütun değerleri kullanılarak mesafeler bulunuyor. OK-NOK durumlarını gösteren örnek program görüntüleri :

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.

Camera Trigger vs. IO Trigger

Kameralı kontrol sistemlerinde kontrolün belirli bir tetik sinyali ile yapılabilmesi için 2 yol vardır.

  1. Tetik sinyali direk olarak kameraya girilir
  2. Tetik sinyali bir IO kart yardımıyla bilgisayara girilir

1. yöntemin avantajları :

  • IO Kart gibi ilave bir donanıma ihtiyaç olmaması
  • Kablolama sorunlarının daha az olması
  • Sensör çalışma mantığına daha yakın olması ve bakım elemanları tarafından daha kolay monte edilebilmesi
  • Tetik sinyalini aradaki kart – sürücü – program vb. arabirimlerden geçirmeden direk olarak iletebilme kolaylığı

1. yöntemin dezavantajları

  • Kontrolün programda olmaması, dolayısıyla debug (hata izleme) işlemlerinin zor yapılabilmesi
  • Kameradan görüntüyü sonsuz bir döngü içinde alma mecburiyeti ve dolayısıyla windows çalışma mantığına aykırı programlama (event based programming, reentrant message processing… kavramlarına aykırı kodlama)
  • timeout değerlerine uyma zorunluluğu (her zamankinden daha fazla olarak)
  • istisna yönetim bloklarına aşırı iş bırakma (try-catch yapıları)

gibi bir liste yapılabilir. (Kuşkusuz kullanılan yöntem ve teknolojiye bağımlı olmakla birlikte)

Bu maddelerin avantaj ve dezavantaj başlıkları yer değiştirilirse, 2. yöntem için de liste yapılmış olur.

Her ne kadar Mavis olarak 2.  yöntemi tercih etsek ve hatta kendi digital USB IO kartımızı üretmiş olsak ta, 1. yöntemin kullanıldığı uygulamalarımız da mevcuttur.

Derby traş bıçaklarında, 4 yıl önce yazılmış uygulamamız, 1. yöntemi başarıyla kullanan iyi bir örnektir. Aşağıda ekran görüntüsü verilen uygulama, ortalama 500 ms. süre aralıklarla kamera karşısına dönel bir platform üzerinde gelen traş bıçaklarının kalite kontrolünü yapmaktadır.

Yapılan Kontroller

  • Bıçaklar arası mesafe ölçümü
  • Kayganlaştırıcı parça yüzeykontrolü
  • Kauçuk yüzey kontrolü
  • Tüm varlık kontrolleri
  • Pozisyon kontrolü