Vision systeem Simatic VS 110

Transcriptie

1 Vision systeem Simatic VS 110 Januari 2005 pag 1 van 20 vision model BC

2 Inleiding: 1. Doel en toepasbaarheid van het Vision 110 systeem. Pag Mechanische installatie Vision 110 systeem. Pag Hardwarematige aansluitingen Vision 110 systeem. Pag. 11 3B. Het aansluiten van het model. Pag Het afstellen van de camera. Pag Het programmeren via het toetsenbord van de VS110. Pag Het afstellen van de pusher. Pag. 20 pag 2 van 20 vision model BC

3 1. Doel en toepasbaarheid Vision 110 systeem. Een productieproces valt of staat met de juiste productherkenning. Met productherkenning kunnen we de goede van de slechte producten herkennen en de juiste acties ondernemen. Via camerasystemen kan het product zodanig worden bekeken dat goedkeur of afkeur van het product het gevolg is. Dit noemt men Vision systemen. Vision is terug te vinden in processen waarbij een zekere mate van kwaliteitskeuring gewenst is. Denk bijvoorbeeld aan een snoepfabriek of boutenfabriek. Bij een snoepfabriek worden winegums gecontroleerd op een goede vorm. Bij een boutenfabriek zal worden gecontroleerd of de schroefdraad correct is. Vision wordt toegepast voor het herkennen van producten of om afwijkingen te detecteren van producten. Voorbeelden in de industrie zijn; het controleren van positie, label, vorm, afmeting, compleetheid, object, kleur, oppervlak en datamatrix code. Enige praktijkvoorbeelden: Controle vulling flessen Controle van bouten Kleurherkenning pag 3 van 20 vision model BC

4 Vision systeem Simatic VS 110 Het Vision 110 systeem is geschikt voor het herkennen van vorm, afmeting, compleetheid en het soort object. Het project waarop het Vision 110 systeem is gemonteerd, bestaat uit de volgende onderdelen: Vision systeem: Een speciale CCD camera Een besturingseenheid met communicatie eenheid Voldoende belichting Transport systeem: Lopende band Afstootpusher Glijgoot Opvangbak Centreergeleiders Met behulp van dit systeem is het mogelijk om objecten te sorteren door b.v. de goede objecten van de band in de glijgoot te stoten en de verkeerde objecten af te voeren naar de opvangbak. De maximale en minimale grootte van de objecten als ook de afstand tussen de objecten wordt bepaald door het soort camera en de transportsnelheid van de lopende band. Zie onderstaande grafieken en tabellen voor de maximale afmetingen, en transportsnelheid van de objecten. Op het project is de camera VS110 for large test objects gemonteerd. pag 4 van 20 vision model BC

5 In onderstaand figuur zijn de ideale afmetingen weergegeven voor het object. Donker grijs =Afmetingen die in het bereik vallen van de sensor Licht grijs =Afmetingen die wel/niet in het bereik vallen van de sensor. Wit =Afmetingen die buiten het bereik vallen van de sensor. Op de onderstaande grafiek is de maximale transportsnelheid aangegeven t.o.v. de breedte van het object. Ook de tabellen op de volgende pagina s geven een aantal maximumwaarden m.b.t. de afmetingen van de objecten. pag 5 van 20 vision model BC

6 pag 6 van 20 vision model BC

7 Ook is er een maximumlimiet voor de veranderding in hoogte van het object t.o.v. de sensor. Dit kan b.v. komen door hoogtefluctuaties in de lopende band. Zie onderstaande tabel voor een overzicht van de maximaal toegestane hoogtefluctuaties. pag 7 van 20 vision model BC

8 2. Mechanische installatie Vision 110 systeem. Om het Vision systeem samen met het transportsysteem te installeren moet men zich aan een aantal opgegeven afmetingen houden. Dit komt mede doordat er geen verstelbare lens in de CCD camera zit en deze dus in een opgegeven afstand tot het object moet staan om een scherp beeld te vormen. In het project hebben we het Vision systeem als volgt geïnstalleerd. Pusher Lamp Opvangbak Lopende band Camera Centreer geleider s Vision besturing Glijgoot Aansluit bussen Stuur relais lopende band Bovenstaande afbeelding is een voorbeeld voor het installeren van het Vision 110 systeem. We hebben dit systeem gemonteerd op een trespaplaat van 500 bij 600 mm. Onder deze plaat hebben we 2 steunen gemaakt zodat men de bedrading naar de bussen hieronder kan wegwerken. Op de figuren op de volgende pagina is aangegeven hoe op welke afstanden de camera moet staan. Men moet hierbij opletten of men de camera voor: large test object of de camera voor smal test object gebruikt. Indien men de camera voor large test object gebruikt moet men de grote maten aanhouden. In het andere geval de kleine maten. pag 8 van 20 vision model BC

9 Men ziet op bovenstaande afbeeldingen dat de camera op verschillende manieren verstelbaar moet zijn: Hoogte van de camera Afstand van de camera tot het te testen object Hoek van de camera t.o.v. de lopende band. pag 9 van 20 vision model BC

10 Op onderstaande afbeelding ziet men hoe we in het project de camera verstelbaar hebben gemonteerd. Men kan het Vision systeem ook in andere applicaties installeren. Voor de beschrijving hiervan kan men kijken in de manual paragraaf 3.1. die op de cd staat dat bij het Vision systeem is geleverd. pag 10 van 20 vision model BC

11 3. Hardwarematige aansluitingen Vision 110 systeem. Het Vision systeem heeft verschillende in- en uitgangen. Het is mogelijk om hieraan een plc te koppelen. Maar het is ook mogelijk om met deze I/O direct een transportband + actuatoren te sturen. De in- en uitgangen van het Vision systeem als ook de sturing van de transportband met de pusher hebben we in het project op bussen aangesloten: In onderstaande tabel ziet men de in- en uitgangen van het Vision systeem met hierachter de functie van de in/uitgang, en de kleurcode van de draad. Er wordt een standaard 15 aderige kabel met aan 1 kant een sub-d stekker bij het systeem geleverd om de I/O aan te sluiten. De bussen hebben op het project dezelfde namen. Op het project heeft men tevens bussen gemaakt voor de 24VDC voeding van het Vision systeem als wel de voeding van de lopende band. pag 11 van 20 vision model BC

12 Tevens bevinden zich op het project de bussen voor de sturing van de lopende band en voor de pusher. De pusher kan men sturen door deze te voeden met 24VDC, dit kan vanuit een PLC maar ook vanuit het Vision systeem. Wil men b.v. de goedgekeurde objecten van de band afstoten dan sluit men de pusher op de uitgangen OK_A en OK_B van het Vision systeem aan. Wil men de afgekeurde objecten van de band afstoten dan sluit men de pusher op de uitgang N_OK aan. Hoe men deze uitgangen programmeert wordt uitgelegd in hoofdstuk 4 van deze beschrijving. De lopende band heeft een eigen relais met hierop tevens een drukknopje om de band handmatig te laten lopen: pag 12 van 20 vision model BC

13 3B. Het aansluiten van het model: Voedingsspanning Vision systeem extern aansluiten op: +24V = externe voeding 0V = externe voeding Het relais van de motor sluit men als volgt aan: 0V =0V van de externe voeding 24V =24VDC van de externe voeding OUT =Uitgang van het relais, hierop sluit men de motor aan. IN =Stuurspanning van het relais De motor sluit men als volgt aan. 0V =0V van de externe voeding 24V =24V van de uitgang OUT van het relais (Bij dit model moet je de aansluitingen 0V en 24V verwisselen i.v.m. de plaatsing van de glijgoot en het opvangbakje. Dus de rode klem 24V van de motor gaat naar de 0V van de externe voeding en de OUT van het stuurrelais gaat naar de 0V van de motor.) De aansluitingen van het Vision systeem zijn uitgevoerd op de gele klemmen: OK_A = doorverbinden met OK_B (als we zowel voor OK_A als OK_B dezelfde uitstoter willen gebruiken) OK_B = doorverbinden met OK_A RDY = Verbinden met de IN van het stuurrelais De afstoter sluit men als volgt aan: 24V = OK_A en OK_B 0V =0V extern voeding De stuurspanning van het relais kan men op een PLC aansluiten, maar men kan deze ook direct op het Vision systeem aansluiten. Gebruikt men b.v. de RDY uitgang van het Vision systeem dan loopt de band alleen als het systeem in de RUN mode staat. Bij problemen eerst de motor laten draaien op de externe voeding en daarna de OUT verbinding van het stuurrelais aanbrengen Voor het aansluiten van de camera en de lamp gebruikt men de bijgeleverde kabels. De groene kabel is voor de camera. De witte kabel is voor de lamp. pag 13 van 20 vision model BC

14 4. Het afstellen van de camera: Voordat men het Vision systeem kan laten werken moet men eerst de camera op het object afstellen. Dit doet men door het systeem in te schakelen. Als het systeem in de runmode staat dan moet men het eerst via het menu in de stopmode plaatsen: In de stopmode plaatsen van het Vision systeem: Hierna moet men een crosskabel (voor het Baronie College de blauwe programmeerkabel van profibus) verbinden tussen een computer en de rs232 poort van het Vision systeem. Starten software: Plaats de CD-rom die bij het VS 110 systeem is geleverd in de cd-rom speler. De software start automatisch en opent acrobat reader. Nadat men de taal heeft geselecteerd klikt men op Adjust software. (In het geval dat de cd niet automatisch start kan men de adjust software starten door via Deze Computer naar het CD-rom station te geen en hierna het bestand ADJUST_SW te openen) Men krijgt nu het volgende scherm: pag 14 van 20 vision model BC

15 De software bepaalt automatisch op welke compoort van de computer het Vision systeem is aangesloten. Als de computer verbinding met de camera heeft dan ziet men de band in het venster. Men moet nu de camera zo afstellen dat het object goed wordt waargenomen. Hiervoor moet men het groene kruisje plaatsen op het hart van het voorwerp. Zie onderstaande afbeelding voor een voorbeeld. Tevens moet men zich aan de volgende regels houden bij het afstellen van de sensor: Alleen aan de onderkant is een zwarte rand b.v. de lopende band toegestaan Aan de zijkanten en bovenkant moet het vlak verder helemaal wit zijn. Men mag niet de achterkant van de lopende band zien. (zie onderstaande afbeelding) Men mag geen reflectie op het object zien. (zie onderstaande afbeelding) Fout Goed Fout Goed pag 15 van 20 vision model BC

16 5. Het programmeren via het toetsenbord van de VS 110: 1) Als men de sensor goed heeft afgesteld dan kan men het Vision systeem gaan programmeren. Men selecteert nu uit het menu de functie Train 2) Hierna komt men in het volgende menu: Hierin wordt gevraag onder welk modelnummer men het te trainen object wil plaatsen. Men kan in totaal 15 modellen programmeren. Als een model al is geprogrammeerd dan kan men deze overschrijven. 3) Als men een modelnummer heeft geselecteerd dan komt men in het volgende menu: Hierin wordt gevraag of men de achtergrond kan gaan trainen. 4) Als men dit bevestigt komt men in het volgende menu: Het is nu de bedoeling dat men objecten over de band laat bewegen. Start de band via het druknopje op de motorstarter. 5) Als de sensor genoeg objecten heeft gezien dan komt men in het volgende menu: 6) Als men bevestigt dat het trainen van de achtergrond goed is verlopen komt men in het volgende menu: Hierin vraagt men of men het model wil trainen voor uitgang OK_A. (view A) 7) Als men dit bevestigt komt men in het volgende menu: pag 16 van 20 vision model BC

17 7) Het is nu de bedoeling dat men de goede objecten over de band laat bewegen. Als de sensor het object heeft herkend dan komt men in het volgende menu: 8) Als men bevestigt dat het trainen van object A goed is verlopen dan komt men in het volgende menu: 9) Er wordt gevraagd of men ook een object voor uitgang OK_B (view B) wil trainen. Dit gaat op dezelfde manier als voor uitgang OK_A. Het is niet noodzakelijk om dit te doen. Na het trainen van uitgang OK_B of na het annuleren komt men in het volgende menu: (zie stap 5 tm 7) 10) Hierin wordt gevraagd of men de maximale afwijkingen in het object (Q limit) en het maximale hoogteverschil (Y limit) wil trainen. Als men dit bevestigt dan komt men in het volgende menu: 11) Het is nu de bedoeling dat men de goede objecten voor OK_A een X in dit geval 10 keer over de band laat bewegen. Als men OK_B ook heeft getraind dan moet men dit hierna ook voor OK_B een X aantal keer doen. (Als men nu niet zoveel objecten iedere keer over de band wil bewegen dan kan men voor men begint met een object te trainen dit aantal instellen in het settings menu onder het onderdeel sample.) 12) Nadat de objecten zijn doorgevoerd komt men in het volgende menu: pag 17 van 20 vision model BC

18 13) Men ziet hierin de Q-limit die het Vision systeem automatisch heeft bepaald. Komt de kwaliteit van het object nu minder dan 99.2 % overeen dan wordt dit herkend als een fout object. Men kan deze waarde later nog naar wens handmatig aanpassen. Als men de gemeten Q-limit bevestigt dan komt men in het volgende menu: 14) Men ziet hierin de Y-Limit, dit is de maximaal hoogteverschil waarop het object voorbij mag komen. Dit kan b.v. worden veroorzaakt door schommelingen in de lopende band. Men kan deze waarde later nog naar wens handmatig aanpassen. Als men de gemeten Y-limit bevestigt dan komt men in het volgende menu: 15) Men ziet hierin dat de training van het model afgerond is en men vraagt of men het systeem in de runmode wil plaatsen. Als men dit bevestigt dan komt men in de runmode terecht. Als men nu een object over de band laat lopen dan ziet men aan de leds naast het display of men een goed object: OK_A of OK_B of een fout object N_OK over de band laat lopen. Als de pusher al is aangesloten, dan beweegt de pusher, echter nog niet op het juist moment. Volg dan hieronder : Het afstellen van de pusher pag 18 van 20 vision model BC

19 6. Het afstellen van de pusher: Men wil nu dat de pusher(s) op het bandje de goede modellen op het juiste moment in de glijgoot stoot. Men moet hiervoor de volgende menu s doorlopen om het Vision systeem te vertellen hoever de pusher(s) van de sensor af is geplaatst, hoe lang men de pusher per object moet uitstoten, en wat de transportsnelheid is van de lopende band. Men moet eerst het Vision systeem in de stopmode plaatsen. Hierna selecteert men het menu Settings en hierna het menu Output. Men kan in het menu de volgende onderdelen instellen: Het onderdeel speed moet men maar een beetje gokken, dit is in de runmode nog aan te passen. Nadat men alle onderdelen heeft ingegeven drukt men meerdere malen op ESC om in het hoofdmenu te komen. Men selecteert het onderdeel RUN en men komt nu in het volgende menu: Als men het model dat men wil testen heeft geselecteerd dan komt men in het volgende menu: pag 19 van 20 vision model BC

20 Men kan nu het model gaan testen en kijken of de we de snelheid van de lopende band goed hebben ingesteld. Is dit niet het geval dan drukt men op OK om naar het menu te gaan. Hierin selecteert men het onderdeel speed: Men komt nu in het volgende menu Men kan nu de snelheid naar gevoel aanpassen. Een vuistregel is: Als men de snelheid omhoog brengt dan zal de pusher eerder reageren. Als men de snelheid omlaag brengt dan zal de pusher later reageren. Als men de snelheid heeft ingegeven dan bevestigt men dit door op OK te drukken, men komt dan in het volgende menu: Als men de ingevoerde waarde bevestigt dan komt men in het volgende menu: Men kan nu testen of men de ingevoerde snelheid goed heeft opgeven door een object voorbij de sensor te bewegen. Als de snelheid verkeerd is dan kan men deze weer aanpassen. Als de snelheid goed is afgesteld dan kan men terugkeren naar het runscherm door meerdere keren op ESC te drukken. In bovenstaande beschrijving zijn slechts enkele mogelijkheden van het Vision systeem uitgelicht. Een beschrijving van alle mogelijke opties bevindt zich in de manual paragraaf van het Vision systeem. Het programmeren van het Vision systeem via een PLC staat beschreven in paragraaf 6 van de manual. pag 20 van 20 vision model BC