Autonomiczne systemy skanujące do kontroli jakości

Utworzenie cyfrowego modelu 3D złożonego obiektu na potrzeby kontroli jakości wymaga na ogół wykonania wielu skanów w różnych położeniach skanera względem obiektu. Zastosowanie tradycyjnej instalacji ze skanerem na statywie czyni tę procedurę pracochłonną, gdyż poszczególne skany mogą wymagać umieszczania skanera na różnej wysokości, nachylonego pod różnymi kątami do powierzchni, na której znajduje się skanowany obiekt.

Problem ten może rozwiązać integracja skanera 3D, którego położenie – tj. odległość od podłoża i nachylenie względem niego – można kontrolować ze stolikiem obrotowym. Pozwala ona na automatyczne wykonanie serii skanów niezbędnych do utworzenia cyfrowego modelu 3D i wygenerowanie raportu kontroli jakości w sposób automatyczny.

Oprogramowanie sterujące urządzeniem umożliwia zdefiniowanie optymalnej dla danego obiektu ścieżki skanowania (tzn. sekwencji skanów wykonywanych w różnych położeniach skanera względem obiektu). Raz zdefiniowana, pozwala na wykonywanie powtarzalnych pomiarów produktów o skomplikowanym kształcie przy minimalnej ingerencji operatora (którego może zastąpić robot pobierający z taśmy kontrolowany obiekt i układający go na stoliku). System umożliwia także automatyczną kalibrację skanera.

Współpraca skanera 3D z robotami lub cobotami

Skaner 3D i robot (cobot) mogą współpracować ze sobą na kilka sposobów.

Najbardziej oczywiste wydaje się zintegrowanie skanera z ramieniem robota, co pozwala na automatyczne skanowanie na liniach produkcyjnych, przy minimalnym (lub żadnym) zaangażowaniu operatora. Jeśli wokół obiektu umieścić odpowiednie artefakty z markerami unikatowymi (kodowanymi), to można zapewnić wysoką dokładność skanowania obiektów o rozmiarach istotnie większych niż pole robocze skanera. Przykładem takiego zastosowania jest współpraca skanerów eviXscan 3D z cobotami Universal Robots. Proponowane rozwiązanie może stanowić autonomiczne stanowisko pomiarowe, pracujące w trybie ciągłym na linii produkcyjnej. Dzięki dedykowanemu oprogramowaniu URCap obsługa odbywa się w trybie plug & play, a samo programowanie ścieżki robota jest bardzo intuicyjne. Skaner eviXscan 3D Heavy Duty Optima wraz cobotem Universal Robots UR5 tworzą certyfikowany zestaw aplikacji UR+, co znacznie upraszcza i przyspiesza proces wdrożenia systemu. Proponowane rozwiązanie zwiększa spójność pomiarową oraz umożliwia zachowanie wysokiej jakości wytwarzanych produktów, jak również może być wykorzystywane w obszarze predykcyjnego utrzymania ruchu.

Integracja systemu skanowania z linią produkcyjną pozwala na 100-proc. kontrolę jakości (identyfikacja OK/NOK). Analiza danych z produkcji pozwala na wcześniejszą identyfikację i eliminację błędów procesowych oraz strategicznych awarii linii produkcyjnych. Generowane raporty pomiarowe umożliwiają archiwizację danych, co pozwala na tworzenie analiz historycznych oraz bezpośrednie śledzenie procesowe produktu na każdym etapie produkcji, a także wspomaga przyszłościowe planowanie produkcji.

Cobot może też służyć jako ruchomy uchwyt dla danego detalu, aby pobrać go z zasobnika i umieścić w polu roboczym skanera, manipulując nim w celu pozyskania serii skanów z różnych ujęć. Może to całkowicie zautomatyzować proces skanowania.

Przeczytaj również: Systemy bezpieczeństwa w automatyce przemysłowej

Pozycjonowanie głowicy robota w przestrzeni obserwowanej przez skaner 3D

Innym modelem współpracy jest precyzyjne pozycjonowanie głowicy robota w przestrzeni obserwowanej przez skaner 3D. Może to mieć zastosowanie np. w przypadku robota wyposażonego w głowicę spawającą, w celu dobrego jej spozycjonowania względem spawanych elementów. W takim przypadku skaner 3D może też zapewniać kontrolę poprawności wykonania spoiny.

Zastosowanie technologii światła strukturalnego zapewnia wysoką powtarzalność pomiarów oraz wysoką jakość odwzorowania skanowanych obiektów. Technologia ta doskonale wpisuje się w ramy czwartej rewolucji przemysłowej. Integracja systemów kontroli jakości opartych na skanowania 3D z linią produkcyjną sprawia, że proces może być kontrolowany w czasie rzeczywistym. Jednocześnie, ponieważ aktualnie niemal nie istnieją ograniczenia ilości gromadzonych informacji, archiwizacja danych pomiarowych pozwala na ich systematyczne analizowanie off-line i ciągłe optymalizowanie procesu produkcyjnego.

Tekst: Evatronix S.A.

Galeria