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德国BERGERnbspLAHR机器人在印刷质量检测中的应用

admin

11 月 19, 2023 #智能装备方案

 

摘要:本文介绍德国百格拉公司生产的直角坐标机器人及主要特性。在此基础上主要介绍几个在在工件无损探伤中的应用案例。

关键字:直角坐标机器人 CCD摄像机 图像处理,特征提取和模板匹配。

一 任务描述:

在几乎所有的现代化批量生产过程中,产品包装盒上所印文字,符号,产品上的标签等要印刷精美,无缺陷和错误。但实际生产中会出现一些问题,如部分字符漏印,部分字符不完整,不同字符间混乱,如5和6,6和9就容易印混。字符位置不对,字符的字体不对或不一致等。要解决上面的问题就必须选一优秀的图象处理系统,对这些文字和符号进行100%的可靠的检验,才能保证100%的合格率,达到真正的零缺陷。被检验识别的文字和符号可以由下面的方式产生:印刷,喷码,热转印和激光雕刻等。这更增加了检验识别的难度。

被检验的东西可以在传送带上单排排放,也可以是如图1所示的并列排放。机器人首先停止传送带,并把检测头移动到第一个产品上方,识别系统开始自动检测识别第一个产品。机器人再把检测头移动到第二个产品上方,接着识别系统开始自动检测第二个产品,如此依次识别完该排最后一个产品。再起动传送带把第二排产品移到检测系统正下方,并开始该行产品的自动检验识别。

在图2中被检验的文字是在透明的塑料上。机器人首先停止传送带,并匀速移动检测头,识别系统在几个特定的位置自动检测识别所印文字和符号。塑料再起动一定长度,机器人反向运动,检测系统开始该行产品的自动检验识别。

图1:自动检测传送带上逐行逐列排放的产品 图2:自动检测在透明朔料上所印的一行字符

二 系统组成

这里的任务是图2产品的检验。该机器人是德国百格拉公司单轴机器人,由于负载小及移动速度不高,所用型号为LM-P404 R-AT5。有效行程按任务要求选为1500毫米。驱动电机是百格拉公司的步进电机VRDM3910LWB。机器人控制系统选用百格拉公司的专用工控机TLCC。TLCC通过CAN总线控制TLC611步进电机驱动器。图像处理系统选用德国Vision Experts GmbH公司的检测系统 VE 4000 OCV/2。图2是该系统在实际使用中的照片。下面较详细介绍直角坐标机器人和检测系统。

2.1 直角坐标机器人介绍

德国百格拉公司是世界上最著名的机器人供应商之一,生产多种规格的直线运动单元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础,在短时间内可提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。这些机器人可以装备焊枪、通用手爪或专用工具,完成焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂等一系列工作。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件全部自己生产,使得机器人整体性能更加优异。十多年来,出厂的机器人和生产线全部在正常工作。深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食品、药品和化妆品生产等行业的新老用户厚爱。

百格拉公司的120多名专家及工程技术人员成功开发生产了各种规格的线性导轨,并在此基础上与用户密切合作开发通用及专用机器人,已为许多厂家提供了数千台各种专用机器人及生产线。其中一个应用领域是检测产品标签等的质量缺欠。

在直角坐标机器人中各个轴主要是做直线运动,而且运动方向通常是相互垂直的,所以叫直角坐标机器人。直角坐标机器人可分为一维到很多种,每一维是一个运动轴,由一个直线运动单元组成。一台喷涂用三维直角坐标机器人由三个直线运动单元组成,而一台码垛机器人根据应用要求通常由几个一维,二维和三维直角坐标机器人组合而成。百格拉公司直角坐标机器人的主要技术数据是运动行程0到18米;负载1~180公斤;重复定位精度0.05mm;每个轴运动速度最高可达5米/秒。

2.2 机器视觉系统

机器视觉就是使机器有人眼和大脑的部分功能,自动做如形状测量,印刷质量缺欠识别和产品外观质量识别等工作。机器视觉系统通常用在全自动化、高效高可靠性和非接触地,大批量生产过程中的检测识别工作。常见的视觉系统一般包括如下部分:光源,镜头,CCD摄相机,图像采集卡,图像处理软件,监视器,通讯/输入输出单元等。也有许多智能摄相机自身已带有镜头,CCD摄相机,高速CPU,存储器,常用图像处理软件,通讯口和/输入输出单元。CCD摄相机有彩色摄相机和黑白摄相机,本文仅介绍CCD黑白摄相机。

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