
新的、更灵活的方法:在一个与环境光线隔离的门架站上对变速器进行检查
在一个领先的汽车厂商处,使用单个智能相机对轿车自动变速器的最多 10 个不同质量特性进行检查。 通过一个五路门架,可旋转和倾斜的彩色相机(包括照明)驱动可自由编程的检查点,并在不到一秒内将结果传送到协调控制器。
德国第三大汽车供应商 ZF Friedrichshafen AG 的一个子公司 ZF Getriebe GmbH 在其位于 Saarbrücken 的工厂自从 1973 年成立以来已生产 1000 多万个自动变速器。其中,里程碑式的革新事件包括于 2001 年推出的 myTronic6 六速自动变速器,它的零部件数量减少了 30%,重量减少 13%。由于每天要生产 120 种 4000 多个变速器,生产、装配以及质量检验都必须快速、平稳、精确地进行。这特别适用于装运之前生产线末端的大量检查,在这些地方,要对所有装配好的部件以及在最终人工工作站中执行的步骤重新进行检查。

带有环型闪光灯的一个智能相机 Simatic VS725 Color 安装在一个可自由定位的三轴门架上,在它的最终配置中,可以顺序检查最多 15 个变速器特性。
在 ZF Getriebe GmbH 的 Saarbrücken 工厂中,
西门子公司的智能相机已为此目的在各种不同应用中使用了一些时间。对于静止或移动的物体,VS100 和 VS720 系列黑白和彩色相机可检测部件的颜色、形状和位置,获得尺寸,比较样式,检查完整性,读取和比较普通文字以及不同种类的条形码。
“在我们对同一产品进行多项检查的地方(部分是同时进行的),我们有时会面对不同的照明系统相互影响的问题,因此,必须对测试点相互隔离。”ZF 的工厂
自动化部的 Klaus Kimmling 说。“这最终使我们有了针对最终检验尝试仅使用单个相机而不是多个相机的想法,它可以顺序检查相应编程好的门架处理设备上的各个检查点。”
当切换到另一种变速器类型时,新的方法还节省了宝贵的时间,因为无需对安装的相机和照明系统进行复杂转换,只需要对新检查点和处理设备的驱动路径进行编程。基于在过去获得良好经验,应该在此中心点处同样要使用西门子的相机。“这些设备在 ZF 的多个地点和大量应用中发挥了非常好的作用,它们结构坚固,寿命长,具有很高的重复性和精确性。”Kimmling 说。
敞开的“黑匣子”
新试验台的核心是一个用于分析彩色照片、最高分辨率为 640 x 480 像素的 Simatic VS725 Color 智能相机。在具有三个驱动轴 (X, Y, Z) 以及一个旋转轴和倾斜轴 (C, K) 的门架处理设备上,可以将带有 LED 环型闪光灯的相机定位在测试空间中的几乎任何位置上。因此,可以检查到所要检验的变速器周围的任何点。为了从一开始就排除因变化的环境光线所引起的问题,要对门架试验台进行遮盖和封闭。
相机通过一个与试验台控制器相连的以太网接口而被集成进生产线的自动化网络中,所用的控制器是 Simatic
s7-300,它又与中央 Scada 系统 Simatic WinCC 相连。在工件载体上,安装有西门子公司 RFID 系统 Moby I 的移动数据存储单元,它们在每个装配站和试验台处以感应方式被读取。通过所传送的数据,控制系统确定变速器类型,并将这种信息传递到试验台控制器。控制器激活响应程序,将相机顺序带入程序所定义的位置,启动相机中的相应测试步骤,并保存其反馈。

接口模块 VS Link 将一个监视器与相机相连,从而可看到相应测试步骤中的当前实时图像。
透明可视化
为了进行设置、操作和监视,开发了一个用于 Simatic
人机界面系列中多功能面板 MP 370 Touch 的方便用户界面,它可直观地引导操作员完成所有必要步骤和系统设置。
要被检查的特性(如不同颜色的通气塞、发动机电路连接器的盖、机油盘上的标签、特定客户数据矩阵条形码等)及其位置,可以缓动模式进行检查并保存在
PLC 中。为防备驱动路径上的可能障碍物,可以轻松设置并检测附加的点。
“在门架在 X 轴 和 Y 轴上取得 400 mm/s 的驱动速度并在 Z 轴取得 300 mm/s 的驱动速度后,在具有系统计划的最多 15 个特性的最终配置下进行实际测试运转仅持续大约 40 秒。”Löber 说。在此过程中,曝光时间从 10 µs 到 1 s 的视觉
传感器每秒可以拍摄和传送最多 30 个完整图像或细节图像。
为了视觉传感器本身的方便配置和参数化,软件 Simatic Spectation 具有多种现成使用的测试和识别功能。通过这些功能,可以快速创建和测试各个测试程序,并将它们传输到传感器。这种工作可以使用操作系统为 Windows 2000 或 Windows XP 的编程设备或 PC 以在线或离线方式进行。 “使用目前的传感器,整个步骤与以前相比更加方便和灵活,帮助我们节省了宝贵时间,促进了现场改变和适应。”Löber 说。
并且,通过可选的视觉传感器接口模块 VS Link,可以连接一个用于对实时测试图像进行可视化的附加监视器。通过这些图像,操作员可以在不十分明确的情况下判断检验实际是否正常,并在多功能面板 MP 370 Touch 上以“OK”来确认。
为将来做好准备
新的方法与所希望的那样效果良好。“该门架试验台相当符合我们的技术要求,它以三班次操作已可靠运行了大约 4 个月,没有出现可引起注意的错误。”。试验设备计划部经理 Malte Wilhelm 总结说。“通过它,我们可针对检验任务进行最佳设置,并使用西门子的移动式相机比以前更加高效地完成这些任务。”。