机器视觉或传感器之间的选择

要确定离散传感器还是视觉传感器是零件生产中最可靠、最经济的防错方法,请查看所需传感的复杂程度。参见图片库和检查表:机器视觉或传感器之间的8种选择。

通过马克Sippel 2011年6月8日

比如total质量管理精益生产防止错误,防错已被用来描述为消除制造过程中的错误和缺陷而设计的程序。今天,大多数有效的防错程序使用传感器来消除错误,这是制造过程中不可分割的一部分。传感器对每个制造步骤进行错误证明,通过检查每个步骤,消除超出公差的部件或在必要时停止过程,防止生产超出规格的部件。(在这个文件的底部,见清单,“一目了然:8种选择机器视觉或传感器的方法。")

没有人可以否认,使用传感器来证明制造过程的错误是最有效的方法。然而,问题仍然存在,什么时候使用基于视觉的传感器而不是离散传感器才有意义?现在视觉传感器已经增加了功能,降低了成本和复杂性,这是一个更加困难的问题,特别是当试图在不过度成本的情况下最大化收益时。它也是生产多种产品的生产线的重要选择。下面的信息将检查传感器和视觉传感器的用途,并提供一个关于哪种可能工作得最好的指南。

当制造的部件能够以完全相同的方式自动定位以进行检查时,大多数离散传感器驱动的防错效果最好。如果是这种情况,传感器可以用于验证部件的特定方面,这可以作为制造步骤是否正确完成的指标。这就要求在生产线上部署传感器,在生产的关键点进行单独的检查;传感器将在附加价值或产生多个缺陷部件之前,尽快捕捉到错误。通常,这意味着必须将多个传感器放置在同一位置进行同时检查,从而形成传感器阵列。

视觉传感器方法可以检查相对于相机的不同位置的部件,并同时检查多个属性,包括外观、存在/缺席、尺寸和定位。像离散传感器一样,视觉传感器现在被设计成在整个生产线上进行这些检查。那么,在什么情况下使用视觉传感器而不是离散传感器最有意义呢?有一些方法来看待这个问题,但这里有一些最重要的考虑因素。

复杂的因素

乍一看,这些技术在复杂性和性能上似乎截然相反。实际上,它们只是处于不同的感知能力水平。传感器驱动的防错通常仅限于基于特定技术的离散功能。这包括光电传感、感应/电容接近传感或基于激光的传感。如果使用可重复的部件类型和位置,这些传感方法就能理想地工作,因为很少或不需要调整,并且可重复性得到保证。离散传感器也是一种廉价的解决方案,并且需要很少的应用专业知识。当在给定的检查点上需要很少的检查点,并且零件位置的可重复性是工艺的一部分时,离散传感器通常是可行的方法。

视觉传感器通常提供多任务传感,涉及许多同时传感方法或算法,这些方法或算法可以执行与离散或模拟传感器类似的传感操作,但在一个设备中。因此,在给定的检查点上,随着传感要求水平的增加,特别是到需要传感阵列的程度,视觉传感器更有意义,因为它可以降低传感和机械复杂性,有时还可以提高可靠性。视觉传感器可以是一个解决方案的应用,没有紧密的部分固定。当不同部件在同一条生产线上运行,并且需要对生产线配置进行更改时,这也是一个很好的选择,这将严重阻碍传感器阵列,或者需要进行重大更改或计划停机以灵活地移动传感器或根据制造情况进行构建。

最简单的答案在于部分感知应用程序的复杂性或线的类型。离散传感器和视觉传感器应该在能力的滑动尺度上进行比较,但并不总是通过复杂性进行比较。通过这种方式,将设备与所需的防错性相匹配并不比匹配传感器本身的性能水平复杂得多。这就像根据你的装载量选择合适的车辆一样——例如,一辆只载人的汽车,或者一辆载更多种内容的货车。同样,确保传感器最适合应用程序。


案例研究:医用小瓶

一个药瓶制造应用程序说明了为什么选择视觉传感器而不是离散传感器。医用小瓶制造商生产的瓶盖与铝箔和纸衬垫插入不同大小和颜色的瓶盖密封玻璃医疗样本小瓶。他们每分钟可以生产100个小瓶和瓶盖,每周五天,两班倒。每箱有100到200瓶。该公司在产量低得多的时候使用人工检查来生产防错帽。为了增加产量,他们需要自动检测和在线拒止,以管理不同盖盖类型安装的计划停机时间。如果盖衬没有正确切割或插入盖内,他们还需要最大限度地减少计划外停机时间。终端客户发现一个坏盖将导致整个盖和小瓶被拒收,在额外的产品、运输和人工复检方面的成本超过200美元。

前四张图片说明了不同瓶盖的良好和有缺陷的版本,以及视觉传感器在进行装袋和套管之前对每个瓶盖进行100%防错检查。如果没有视觉传感器,这些检查也可以进行,但需要传感器阵列,而且每种盖类型的线路更改都需要更大的机械复杂性。

由于井盖材料和颜色的变化,使用离散传感器很困难,每次下入新的井盖类型时都需要进行机械调整。使用视觉传感器使他们能够将转换时间减少到毫秒,同时提供100%的检查,完全消除人工检查和客户的产品案例拒收。图五和图六显示了在线防错和拒收站。

要确定离散传感器还是视觉传感器是零件生产中最可靠、最经济的防错方法,请查看所需传感的复杂程度。如果零件是固定的,并且防错涉及相同的零件类型,离散传感通常是最有意义的。但是,如果生产线涉及多个离散的传感方法或传感器阵列,需要不断调整的传感器,有限的部件固定,灵活制造,生产线切换,多个部件运行在同一条生产线上,则可以考虑使用视觉传感器。

简单介绍:8种选择机器视觉或传感器的方法

Balluff Inc.的产品营销经理马克•西佩尔建议:

  1. 当制造的部件能够以完全相同的方式自动定位以进行检查时,大多数离散传感器驱动的防错效果最好。
  2. 视觉传感器方法可以检查相对于相机的不同位置的部件,并同时检查多个属性,包括外观、存在/缺席、尺寸和定位。像离散传感器一样,视觉传感器现在被设计成在整个生产线上进行这些检查。
  3. 如果使用可重复的部件类型和位置,则具有光电传感、电感/电容接近传感或基于激光的传感器驱动的防错工作理想,因为很少或不需要调整,且可重复性得到保证。
  4. 离散传感器也是一种廉价的解决方案,并且需要很少的应用专业知识。
  5. 当在给定的检查点上需要很少的检查点,并且零件位置的可重复性是工艺的一部分时,离散传感器通常是可行的方法。
  6. 视觉传感器通常提供多任务传感,涉及许多同时传感方法或算法,这些方法或算法可以执行与离散或模拟传感器类似的传感操作,但在一个设备中。
  7. 在给定的检查点上,随着传感需求水平的增加,特别是到需要传感阵列的程度,视觉传感器更有意义,因为它可以降低传感和机械的复杂性,有时还可以提高可靠性。
  8. 视觉传感器可以作为一种解决方案,适用于没有紧密部件固定的应用,或需要重大更换或计划停机的应用,以便在灵活的或适合制造的制造中移动传感器。

马克•西佩尔(Mark Sippel)是肯塔基州佛罗伦萨市Balluff Inc.的产品营销经理。


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还看到:www.globalelove.com/sensors