Ve spolupráci se společností Hirschmann Automotive jsme realizovali kamerový systém pro kontrolu montáže konektoru PowerStar HPS40-2. Řešení je postaveno na osvědčených technologiích našeho partnera Zebra Technologies a je součástí komplexní výrobní linky, která zajišťuje kontrolu klíčových kroků sestavení v reálném čase.
O zákazníkovi a spolupráci
Společnost Hirschmann Automotive patří mezi významné dodavatele konektivních řešení pro automobilový průmysl, zejména v oblasti vysokonapěťových aplikací.
V rámci projektu jsme byli jako integrátor strojového vidění zodpovědní za návrh a implementaci kamerové kontroly vybraných částí montážního procesu. Naším cílem bylo dodat řešení, které bude spolehlivé v reálném provozu a plně integrované do výrobní linky.
Kontext aplikace
Vysokonapěťové konektory představují kritický prvek v elektrických systémech vozidel. Každý detail jejich sestavení má přímý vliv na funkčnost, bezpečnost a dlouhodobou spolehlivost.
Kontrola těchto komponent proto musí probíhat systematicky, opakovatelně a bez zpomalení výroby.
Struktura výrobní linky
Celá výrobní linka je tvořena přibližně 20 stanicemi, které pokrývají kompletní proces od manipulace s dílem až po jeho finální zpracování.
Jednotlivé stanice zajišťují například:
- manipulaci s dílem
- montáž jednotlivých komponent
- třídění výrobků
- značení pomocí laseru
Naše společnost AMV Technology byla zodpovědná za návrh a integraci 9 inspekčních stanic, které jsou zaměřeny na kontrolu správnosti montáže.
Navržené řešení
Navržené řešení je postaveno na kombinaci komponent od Zebra Technologies, vlastního portfolia průmyslového osvětlení AMV Lighting a optických prvků. Systém je zároveň integrován do nadřazeného řízení výrobní linky.
– Zebra Technologies
Základ systému tvoří hardware a software pro zpracování obrazu:
- Software:
1× Aurora Design Assistant (vývojové prostředí pro tvorbu vision aplikace)
- I/O rozhraní:
1× Indio PCIe karta (16 digitálních vstupů/výstupů, komunikace s okolní technologií)
- Kamery:
8× Zebra CV60 (2.3 MPx, monochromatická kamera)
1× Zebra CV60 (5 MPx, monochromatická kamera)
Tyto kamery jsou rozmístěny napříč jednotlivými inspekčními stanicemi a zajišťují snímání jednotlivých kroků montáže.
– AMV Lighting (průmyslové osvětlení)
Pro zajištění stabilních a opakovatelných výsledků bylo použito průmyslové osvětlení z vlastního portfolia AMV Lighting:
- 9× RING-50-IR850 (kruhové průmyslové osvětlení v IR spektru)
- 9× objektiv
- 9× adaptér ADPT-RING-50-M27
Použití infračerveného spektra pomáhá zvýšit kontrast a potlačit vliv okolního osvětlení, což je klíčové pro spolehlivou detekci detailů.
– Optické filtry
Pro optimalizaci obrazu byly použity optické filtry od společnosti MidOpt:
- 9× IR bandpass filtr BP850-30.5
Filtry propouští pouze definovanou vlnovou délku světla a pomáhají eliminovat rušivé vlivy okolního prostředí.
– Integrace do řízení linky
Celý kamerový systém je napojen na nadřazené řízení výrobní linky, které je realizováno pomocí průmyslového řešení Siemens (IPC, PLC a HMI).
Tato integrace umožňuje:
- předávání výsledků kontroly v reálném čase
- reakci linky na zjištěné chyby
- synchronizaci jednotlivých výrobních kroků
– Proč Zebra Technologies
Pro tuto aplikaci byla zvolena technologie Zebra Technologies především díky kombinaci spolehlivého hardware a flexibilního softwarového prostředí.
Klíčové výhody:
- možnost vytvořit kompletní aplikaci v prostředí Aurora Design Assistant
- stabilní výkon kamer i v náročném průmyslovém prostředí
- snadná integrace do výrobní linky
- jednotná platforma pro vývoj i provoz
Důležitou roli při návrhu sehrály také kamery řady CV60, které byly zvoleny s ohledem na požadavky konkrétní aplikace.
Kombinace 2.3 MPx a 5 MPx kamer umožnila optimalizovat jednotlivé inspekční stanice podle náročnosti kontrolovaných detailů. Kamery poskytují dostatečné rozlišení pro kontrolu jemných prvků, jako jsou těsnění nebo zajišťovací komponenty, a zároveň umožňují rychlé snímání v krátkém výrobním taktu.
Díky průmyslovému provedení a spolehlivému provozu v kombinaci s infračerveným osvětlením jsou kamery vhodné i pro stabilní nasazení v reálném výrobním prostředí.
– Celková architektura
Kombinací těchto komponent vznikl systém, který umožňuje stabilní snímání i u malých detailů a konzistentní výsledky napříč všemi inspekčními stanicemi.
Princip kontroly
Kamerový systém je integrován přímo do výrobní linky a kontrola probíhá průběžně během výroby. Jednotlivé inspekční stanice jsou navrženy tak, aby pokryly klíčové kroky montáže z různých pohledů a v různých fázích procesu.
Kontrola zahrnuje zejména:
- orientaci těla konektoru
- ověření správného typu dílu
- kontrolu správného zacvaknutí zajišťovacího prvku („pacičky“)
- kontrolu správného založení těsnění z více směrů (přední, zadní i horní pohled)
- ověření přítomnosti a správného usazení kroužků
- kontrolu orientace a natočení bezpečnostního kroužku
- ověření správného založení CPA prvků
Díky kombinaci více kamer a různých pohledů je možné kontrolovat i detaily, které by z jednoho úhlu nebyly spolehlivě detekovatelné. Tento přístup umožňuje zachytit chybu přímo v konkrétní fázi montáže a zajistit tak vysokou úroveň kontroly kvality.
Výsledek
Implementované řešení umožňuje spolehlivou kontrolu klíčových kroků montáže bez negativního vlivu na výrobní takt. Systém dosahuje cycle time až 1,5 s na kus, přičemž rychlost je možné přizpůsobit aktuálním požadavkům výroby. Hlavním přínosem je především vyšší jistota správného sestavení konektoru a stabilní, opakovatelná kontrola v každém výrobním cyklu.
Tým AMV
