|
| 两个视觉摄像机监控装配机器上的精密配药操作，两根光纤电缆为每个摄像机提供近距离精密照明。 |
自动化组件解决了数量和质量的问题，并逐步被适于小批量。然而，自动化一个固有方面组件是极其快速生产废料时的许多生产任何一个因素进入控制的并不会立即检测到。这是在高容量操作的一个主要问题，并且在小批量的自动化生产，以及，其中，因为在每一步骤中添加的高值，即使一个不合规格的单元装置沉重的财政损失。周期性或结束线检查不能防止这种情况，并且连续100％的人工检查既昂贵和众所周知的容易出现人为错误。
越来越多的集成100%在线检查提供了缺失的环节。自动检验可以立即发现问题，提高产量和良率，减少停机时间，改善过程控制。自动实时检查和积累全面记录的能力也有助于满足监管和法律要求，如FDA文件。
视觉系统、激光、传感器、电气测试系统、泄漏测试仪、校验秤、力计、扭矩测试仪和测压元件都可以集成到自动化装配系统中，以较高的速度和相对合理的成本执行100%的测试和检查。
|
| 传送带在旋转的旗帜下运送产品。正确装配的产品可以通过该旗帜。装配错误的产品会使旗帜倾斜，传感器会检测旗帜的移动 |
视觉系统看到所有
今天视觉系统测量尺寸，计算量，检查是否有正确的装配和表面损坏，甚至在应用的传感器需要快速，万无一失，及相关产品之间基本上自动切换竞争。视觉系统通常检查标记或者在容器和产品进行打印时，每个获取的图像与标准进行比较，以及接受或拒绝该产品。在大多数视觉应用中，正确的照明是可靠操作的关键。它通常需要比视觉系统的任何其他部分更详细的工程工作，并对机器设计师提出了困难的挑战。为避免困难，在基本的机器设计中应仔细考虑灯具、镜子和其他照明元件的位置。在一些应用中，闪光灯可以用来冻结图像，使视觉系统在飞行中有效地检查产品。
视觉应用还严重依赖于用于控制和分析的算法的质量。基本的摄像机和视觉系统决定了获取图像的时间，而算法决定了分析和处理数据的时间。执行分析的时间可能会大大超过采集时间，甚至可能需要投资多个并行检测站，更昂贵的更快的视觉系统，或其他不受欢迎的选择。
当下一个产品进入图像采集的位置之前，整个视觉检测周期无法完成时，系统设计师可以考虑几种替代方案。一种方法是使用更复杂的控制，允许在获取下一张图像时继续分析。然而，如果在下一站处理产品之前需要做出决定，这可能不实际。
另一种方法是使用两个连续的监测站，每个监测站都有一个摄像头，用于检查。每个工位检测每一个其他产品，加倍机器周期时间的图像采集和分析。多重检查还可以将多个产品从分度巢中移除，并将它们放置到相邻的辅助工位中进行检查，同时将多个已检查的产品从辅助工位返回到空的分度巢中。
更小的视觉摄像机支持了集成检测的趋势。对于一些简单的应用，所有必要的控制可以安装在相机外壳。对于更复杂的应用，视觉系统通常可以控制1到4个摄像头。尽管视觉系统变得越来越强大，功能越来越多，但价格却在稳步下降，适合集成的视觉系统现在从低端的2500美元到复杂、功能强大的系统的5万多美元不等，这些系统通常包括几个摄像头，执行不同的复杂检查。
多重集成视觉系统的一个例子是装配机器，它可以给两个冲压金属部件喂食、组装、检查、分类和包装。为了支持电路板的焊接，共面度需要0.004英寸的总偏差。该部分是2英寸的平方与超过15个配置在各种各样的形状;转换是频繁。
单个高清晰度摄像机，1000由1000像素，进行共面性检查，得到17微米的测量精度。相机安装部分的上方，和四个反射镜周围的边缘安装得可以提供四个侧视图。视觉系统，培训了一个参考标准，然后作出最适合的分析来确定共面。第二相机下面使用单个45度反射镜的部分措施X和Y尺寸。一个单一的视觉系统同时提供了检查。
高速处理器和并行帧抓取器实现从开始测试信号到接受-拒绝应答的周期时间为260毫秒。该部件只需静止66毫秒。
激光器是快
就在几年前，激光传感器还被认为是昂贵的奇异设备;然而，激光现在的价格远低于那些甚至简单的视觉系统。激光具有高速、极高的精度和易于存取的关键优势。简单的激光传感器不做分析，几乎可以立即给出结果，而且几乎可以与任何组装系统同步。激光传感器的高速度也有利于对运动目标的检测，经常节省机器的驻留位置，从而减少机器的尺寸和成本。激光传感器的检测精度可达2或3微米，与视觉系统不同的是，激光基本上不受光照条件的影响。这些品质，再加上合理的价格区间——一个简单的系统，包括放大器和控制，通常在1000到5000美元之间——使激光成为检测应用的理想选择，这些应用对普通传感器来说太困难，但又没有复杂到需要视觉系统。
激光已经证明在高度差和尺寸的在线检测、精确定位和检测指定产品故障方面非常有效。激光在测量运动部件的厚度方面也被证明是非常有效的，如果运动部件太薄，无法通过其他方法进行可靠的测量，其厚度可降至3或4微米。由于激光光斑很小，角度效应几乎没有意义，所以可变角度的零件厚度仍然可以精确测量。
传感器是多才多艺的
各种简单的传感器可以确认完成的动作或无数其他因素。近年来，随着传感器尺寸的急剧减小、精度的提高和价格的下降，传感器的性能实际上出现了爆炸式增长。传感器已经成为一种经济上合理的手段，可以实现非常高的产量，立即检测故障，防止设备损坏和增加净吞吐量。今天的自动装配机器通常使用几十到数百个传感器，既有集成控制，也有不集成控制。传感器可以测量位移到任何期望的精度。所述线性可变差动变压器（LVDT），其已经使用了几十年，是极其精确的，高度可靠的，相对便宜的，并且可以收集用于分析和校正动作的数据。非接触式光学的，磁致伸缩的，电感性，电容，涡流，以及其他类型的传感器提供了广泛的检查功能。典型的应用包括检测存在和位置，和测量位移，速度，方向，平面性和温度。传感器阵列也与适当的对照，确定形状，正确组装和运动特性。超小型传感器的这样的阵列不再非常昂贵。
创造性地应用简单、廉价的传感器可以经济地解决复杂的问题。以下是一些典型的例子:
不正确的组装产品。一种输送机，带有成形板，或标记以产品，即横跨和输送机上方的水平轴线枢转。正确装配的产品可以通过该旗帜。一个不正确组装的产品的提示标志，以及一个传感器检测所述标记的运动。
弹簧的存在。>要监视的小线簧的在轴上存在下，广角数字传感器测量在产品停止时的短的时间间隔期间接收到的通过光束的光的量的变化。
封印失效。婴儿食品罐是真空的，只要盖子密封完好，瓶盖是凹的。如果密封失效，空气进入，盖变平。如果盖是凹的，则对准盖的光束反射到传感器。一个平盖反射光束不正确，识别出一个密封失效的罐子。该系统每分钟检查600瓶在移动的传送带上。
飞行中的电子测试
电气测试通常包括连续性、电导率、电流、电压、频率和功能测试。在半导体测试中，一个独立的产品处理机器通常给设备喂食、接触、分类和包装，而由计算机驱动的测试器分析数据。对于其他产品，电气测试通常在自动装配机上进行。电气测试通常要求与产品进行固体物理接触。然而，由于接触面往往很小，需要特殊的技术来实现良好的高速电接触。一种常用的方法是使用旋转式刻度盘分度器，每个夹具套将产品放置在带有多个柔性引线的整体探针板下进行测试。随着表盘的指针，一个固定的凸轮移动探针板，使导线接触产品的接触面，擦洗表面穿透任何薄的氧化物层，以建立良好的电接触。
在几个检测站，弹簧高脚针然后接触探头板，以取得所需的读数。这种方法提供了精确的测量，并最大限度地减少了对产品接触面的损害，因为只有一组磨痕。
许多简单的电气测试可以非常快，但复杂的功能测试可能需要一些时间。典型地，所需的测试时间是由任一操作来实现的分度机多了起来，或通过使用一个托板系统。Nontest的操作可能是一个向上的托盘系统，但试运行是多了起来，以获得更多的测试时间。
并行泄漏测试
对于执行焊接或密封的自动装配机器，接头通常必须满足特定的泄漏率标准。如果允许泄漏率高，一个简单的压力或真空开关一般可以在机器周期时间内进行测试。然而，即使使用最快的泄漏测试仪，单周期检测小泄漏通常也是不切实际的。为了补偿较长的测试时间，多个探头可以在巢驻留期间同时接触多个产品的端口，并通过多个站与产品索引。当测试完成时，测试探头起飞并返回下一个多升周期。这种方法在机械上有点复杂，需要额外的工作站。对于小的泄漏，它也可能不够精确，因为通常使用的柔性软管在分度运动时有些扭曲，可能会影响读数精度。
一种通常比较可取的技术是将几个产品临时转移到紧挨着索引刻度盘的辅助站，在那里它们同时被测试。然后被测试的组被转移回索引巢，机器计算机记录测试数据。被拒绝的机组通常被锁定在未来的操作之外，直到它们被排放到下游。
有些产品在组装过程中是完全密封的，没有端口用于测试，但仍然必须在线测试。在一种方法中，产品被放置在紧密安装的独立腔室中，然后从真空源和环境中抽真空并密封。任何腔内的压力变化都表明从腔内产品泄漏或泄漏到腔内产品。这个过程是缓慢的，并且以装配机器的速度自动执行它通常是昂贵的。
检查秤做独特的工作
Checkweighers已经使用了很多年，以监测集装箱的填充重量，因为他们通过一个传送带。近年来，它们被越来越多地用于监测自动装配系统的操作。这种类型的检查在托盘系统中是最容易的，因为单个组装托盘可以接近一个传送带，通过检验秤，并离开另一个传送带。速度通常不是问题，因为校验秤通常比组装机快。如果重量止回阀控制总重量，则总成下游的一个止回秤就足够了。但是，如果检查的是只占总重量一小部分的单一部件或材料，则通常必须使用两个检验秤来检查术前和术后的重量。
扭矩、力和测压元件
扭矩和力测试仪通常处理的产品在组装窝，但集成的负载传感器通常需要从下面的访问。在许多情况下，这样的访问是可通过组件的载体和巢。当它不是时，产品的转移到称重传感器和从称重传感器到装配巢所检查的产品的同时转移往往可以在一个机器周期内完成。当总的传输时间和负载细胞稳定时间超过所述机器的循环时间，两个负载细胞可同时检测两个产品每两个机器周期。把它放在一起
为了在自动在线检测中获得最佳结果，这些设备通常被编程为提醒工厂人员，并在特定情况下关闭机器。如果故障没有再次发生，控制正常情况下继续机器操作，但锁定所有下游操作的拒绝部分，以避免进一步增加价值。除了这些标准功能之外，还有许多其他选项。人机界面显示可以图形化地显示错误的确切位置和类型。他们还可以提供详细的图形说明调整或维修。当产品是昂贵的，或当单一的检查可能不足以证明产品拒收，机器控制也可以延长停留周期，以提供时间，以重复检查。
在经济上合理的情况下，闭环控制可以自动进行调整以纠正问题。当由指定幅度的误差触发或在预定时间内触发时，该控制可以连续执行修正。无论从机器的上游还是下游进行修正，目的始终是减少或消除废料。
该控制可以将结果实时下载到主管或工厂的计算机中。这使得生产和工厂管理能够连续监控质量和产量，而无需频繁往返于各个组装作业。相关数据也可以下载到本地和远程计算机系统，用于质量控制、库存控制、原材料计划、生产和人员计划，以及趋势或其他分析。
随着全球产品质量标准的不断提高，自动100%在线检测将日益成为几乎所有高速自动装配系统的一部分。就提高质量和降低成本而言，这将带来巨大的好处。米
将检测集成到装配系统中是高质量、低成本、灵活装配的关键。
