文/ John Lewis 

一家阀门组件制造商为了改进其阀门组件的生产过程，专门寻求Matrix Design公司的工程师为他们开发了一套自动化装配和检测解决方案。

阀门组件由两部分组成——一个阀体和一个可耐受燃油接触的专用橡胶吸嘴。以前，这家制造商使用手动测量仪对生产样品进行随机抽样测量。由于每个组件的尺寸较小（其长度仅超过半英寸，不到1.5cm），因此人工检测具有相当大的挑战性。

图1：主转盘旋转，使完工的每个阀门组件移动到两台Teledyne DALSA Genie Nano相机的视场内，从两侧获取图像，以便分析每个组件的高度、对齐度、同心度和偏转情况。

 “我们的目标是设计一套无缝结合装配与检测的综合解决方案，”提出该设计方案概念的Matrix Design机械工程师Pascal Agneray解释说。在操作过程中，阀体沿着重力轨道移动到伺服驱动的小转盘上，该小转盘将阀体送人到较大的八工位主转盘上。在主转盘上，每个阀体均由一组凸轮控制卡爪固定到位。橡胶吸嘴与第二个伺服驱动机构以类似的方式移动，该机构抓住每个橡胶吸嘴，然后将其推动并旋转到阀体的顶部。

主转盘通过减速器/伺服装置以快速分度运动方式操作。一旦每个阀体和橡胶吸嘴装配完毕，主转盘随及转动到两台相机的视场内，两台相机捕获组件的图像，以便分析其高度、对齐度、同心度和偏转情况。

 “整个周期只需要1.5秒，”Agneray说，“这样每天可以装配并检测数以万计的零件。”

该系统采用Teledyne DALSA公司的两台Genie Nano M4020相机。该相机能在4112×3008的分辨率下以20fps的帧率捕获图像，两台相机成直角安装，以从两侧捕获阀门组件的图像。使用CCS America公司的两个背光源为该系统提供检测照明，两个光源同样成直角安装。

当每个组件穿过相机视场时，相机和照明光源均被触发。通过嵌入式iNspect Express软件对每幅图像进行评估，以确保所有测量结果满足关键尺寸标准，公差在0.08 mm范围内，同时分析每幅图像是否存在组件本身的不规则性，例如阀门或橡胶吸嘴变形，这些变形可能发生在生产的早期阶段。

统计的检测数据通过接口发送到PLC。当主转盘旋转通过相机后，检测合格的组装部件将沿着滑道送到一个接收容器中。未达到严格客户标准的部件将被拒绝并进入回收站。

图2：通过嵌入式iNspect Express软件评估每幅图像，以确保所有测量结果满足关键尺寸标准，公差在0.08 mm范围内。未达到客户标准的阀门组件将被拒绝并报废。

“Genie Nano相机提供了该应用所需的帧率和分辨率，”Agneray继续说道，“我们需要卓越的图像品质来确保尽可能高的精度，该相机提供了900万像素的分辨率。”

嵌入式iNspect Express软件确保了能够快速评估每幅图像。该软件在Matrix Design选择Teledyne DALSA相机时也发挥了重要作用。

 “这套完整的解决方案已经在客户现场部署了几个月，我们的客户对装配和检测质量非常满意，”Agneray总结说。“事实上，客户目前正在考虑使用一个额外的相机系统来改进当前的设计，以使用专用镜头从上方检测每个阀门组件。他们的目标是识别可能存在的橡胶吸嘴缺陷，而这个缺陷是很难在从侧面捕获的图像中检测到的。”