Il sistema di visione ispeziona il gruppo valvola

Il software di ispezione valuta ogni immagine per garantire che tutte le misurazioni soddisfino gli standard dimensionali critici e rientrino in una tolleranza di 0,08 millimetri. Foto per gentile concessione di Teledyne DALSA

Il quadrante principale ruota in modo che ciascuna valvola venga spostata in vista di due telecamere di visione, che controllano l'assemblaggio per altezza, allineamento, concentricità e runout. Foto per gentile concessione di Teledyne DALSA

La fotocamera Genie Nano M4020 offre una risoluzione di 4.112 x 3.008 pixel e velocità di acquisizione delle immagini fino a 20 fotogrammi al secondo. Foto per gentile concessione di Teledyne DALSA

Con sede a Bartlett, IL, un sobborgo occidentale di Chicago, Matrix Industrial Automation progetta e costruisce robusti sistemi di automazione industriale. Fondata nel 2000, l'azienda è un integratore di sistemi FANUC autorizzato e ha costruito sistemi per una miriade di settori, tra cui quello aerospaziale, automobilistico, medico e dei prodotti di consumo.

Spesso questi sistemi abbinano l'automazione chiavi in ​​mano alle più recenti tecnologie di visione. Utilizzando l'ispezione automatizzata, i sistemi garantiscono che i produttori ottengano la massima efficienza e la massima precisione nella produzione.

Un cliente Matrix produce gruppi di valvole progettati per regolare il flusso di benzina in un carburatore. L'insieme è composto da due parti: un corpo valvola, prodotto dal produttore, e una punta in gomma specializzata, progettata per resistere al contatto con il carburante, prodotta da terzi.

Il produttore si è rivolto a Matrix per progettare un sistema automatizzato per assemblare le parti e controllarne la precisione. Il processo di produzione esistente del cliente utilizzava un calibro manuale per misurare gli assemblaggi durante le ispezioni casuali. Ciò è stato particolarmente impegnativo perché ogni assieme è lungo poco più di 0,5 pollici. Il produttore desiderava un approccio al controllo qualità più affidabile e meno dispendioso in termini di tempo.

"Il nostro obiettivo era progettare un sistema completo che combinasse perfettamente l'assemblaggio con l'ispezione", spiega Pascal Agneray, l'ingegnere meccanico di Matrix che ha concettualizzato il sistema. "Nel sistema automatizzato che abbiamo costruito, i corpi delle valvole si muovono lungo una pista gravitazionale fino a un piccolo quadrante servocomandato, che li alimenta su un quadrante principale più grande a otto stazioni. Su questo quadrante, ciascun corpo della valvola è tenuto in posizione da un set di ganasce azionate a camma. Le punte in gomma si muovono in modo simile a un secondo meccanismo di singolarizzazione servocomandato che afferra ciascuna punta, quindi la spinge e la ruota sulla parte superiore del corpo della valvola.

"Il quadrante principale funziona con un movimento di indicizzazione rapido tramite riduttore e configurazione del servomotore, quindi una volta assemblati il ​​corpo valvola e la punta in gomma, si muove davanti a due telecamere, che catturano immagini del gruppo da analizzare per altezza, allineamento, concentricità ed esaurimento. L'intero ciclo dura solo 1,5 secondi con decine di migliaia di parti assemblate e ispezionate ogni giorno."

Il sistema di ispezione incorpora due telecamere Teledyne DALSA Genie Nano M4020 che offrono una risoluzione di 4.112 x 3.008 pixel e velocità di acquisizione delle immagini fino a 20 fotogrammi al secondo. Con un fattore di forma ridotto che ne consente il posizionamento anche in spazi ristretti, le due telecamere sono posizionate ad angolo retto per consentire immagini del gruppo valvola da due lati.

Quando ogni oggetto attraversa il campo visivo, le telecamere si attivano automaticamente. Il software iNspect Express integrato valuta ogni immagine per garantire che tutte le misurazioni soddisfino gli standard dimensionali critici e rientrino in una tolleranza di 0,08 millimetri. Allo stesso tempo, il software analizza ogni immagine per rilevare eventuali irregolarità nell'assemblaggio stesso, come deformità nella valvola o nella punta in gomma, che potrebbero essersi verificate nelle fasi precedenti della produzione.

I dati statistici dell'ispezione vengono inviati tramite un'interfaccia al PLC. Dopo che il quadrante principale ruota oltre le telecamere, le parti assemblate che superano l'ispezione vengono inviate lungo uno scivolo verso un contenitore. Eventuali parti che non soddisfano gli standard del cliente vengono espulse attraverso un vuoto e scartate.

"Abbiamo scelto la fotocamera Genie Nano di Teledyne DALSA perché fornisce gli elevati frame rate e la risoluzione necessari per questa applicazione", continua Agneray. "Con una tolleranza stretta di 0,08 millimetri, volevamo un'alta risoluzione e una qualità dell'immagine superiore per garantire la massima precisione possibile, e Genie Nano offre una risoluzione di 9 megapixel, di gran lunga migliore dei 3 megapixel offerti da un sistema della concorrenza."