Stanoviště výstupní kontroly kvality

AXIMA, spol. s r. o., byla založena roku 1991. Od počátku své činnosti působí v oblasti elektrotechniky a automatizace. V současnosti má tři úseky, které se zabývají odlišnými aktivitami, ale přesto spolu úzce spolupracují. Úsek procesní automatizace zajišťuje technické a organizační práce související s automatizací zařízení v průmyslu – od analýzy zadání po dodávku zařízení a jeho uvedení do provozu. Velmi často jde o individuální stroje, do kterých dodává strojní, elektrické a softwarové vybavení.

Příkladem takového stroje je pracoviště výstupní kontroly jisticích tepelných relé, umístěné do montážní linky ve výrobní hale. Vznikl tak projekt optické kontroly defektů na těchto výrobcích. Společnost Axima vystavovala první prototyp stroje tohoto druhu na veletrhu Amper 2012 v Brně, kde získala uznání za funkční vlastnosti a spolehlivost zkonstruovaného zařízení. 

Analýza zadání

V průběhu každé výroby určité procento výrobků nesplňuje očekávanou kvalitu. Zvláště při sériové velkovýrobě vznikají různé vady, ať už vlivem působení člověka, únavy materiálu nebo kolísající kvality zpracovávané suroviny. Na tepelných relé vznikají manipulací při výrobě a sestavování mechanické defekty, např. ulomení různých částí jejich plastového obalu. Další chybou bývá absence odnímatelných částí a štítků. Cílem projektu bylo zautomatizovat kontrolu všech předem daných míst, zefektivnit výrobu a zamezit chybám lidské obsluhy při kontrole. 

Prototyp

K detekci vad byl použit kamerový snímač objektů V10 VISOR od společnosti SensoPart Industriesensorik GmbH, který je určen pro defektoskopii tohoto typu. Pracuje na principu porovnávání naučeného vzorku obrazu s obrazem právě naskenovaným. Po každém vyhodnocení je možné na jeho rozhraní nastavovat logické výstupy, a předávat tak výsledek k dalšímu zpracování.

Na původním stroji se relé vkládala na otočný disk a bylo nutné na ně nahlížet střídavě z obou stran. Jestliže byl kontrolovaný výrobek v pořádku, pneumaticky ovládaný píst jej odsunul na skluz k dalšímu pracovišti. Při negativním výsledku se disk otočil opět o 180° a obsluha vadný kus vyjmula ručně. V průběhu vývoje byl otočný disk nahrazen pryžovým pásovým dopravníkem a navíc přibyl druhý kamerový snímač stejného typu (obr. 1).  

Funkce

Relé, které opouští pracoviště kontroly elektrické izolace, vkládá obsluha na vstupní pás dopravníku. Správné vložení výrobku zajišťují mechanické zábrany a centrování. Vzhledem k absenci automatického podávání je nutné dodržet technologický odstup mezi jednotlivými relé. Při skenování je znovu každé relé kontrolováno, zda je dodržena jeho správná poloha, tvar a typ. V opačném případě se dopravník s výrobkem zastaví a obsluha je na událost upozorněna hlášením na operátorském panelu a světelnou signalizací.

Pás je poháněn třífázovým asynchronním motorem s převodovkou a pohon je napájen měničem frekvence Altivar ATV12. Spouští se externím ovladačem start/stop a rychlost je možné nastavit podle potřeby potenciometrem umístěným na dveřích rozváděče. Relé je pásovým dopravníkem dopraveno na pozici určenou optickým snímačem a v této poloze se zastaví. Kamerovými snímači objektů V10 je sejmut obraz z obou stran relé. Každý z nich má naprogramované tři detektory, jejichž stavy jsou odděleně vyvedeny na logické výstupy. Tak je možné mít přehled o četnosti výskytu každé z vad (obr. 2). Tyto informace jsou přenášeny na digitální vstupy řídicího automatu PLC Modicon M238. V případě, že byl nalezen defekt, se dopravník zastaví na pozici vyhození, která je určena optickým snímačem polohy. Relé je následně vysunuto pneumatickým pístem na vyhrazené místo mimo dopravník, které pojme celkem šest vadných kusů. Je-li místo zaplněno, pás se zastaví a na operátorském panelu se do doby jeho uvolnění zobrazí informativní hlášení. V případě, že je relé v pořádku, pokračuje dopravníkem do zásobníku dobrých kusů. Relé jsou z výstupního zásobníku průběžně odebírána operátorem na posledním pracovišti výrobní linky. Zaplnění tohoto zásobníku je též kontrolováno.

Exponovaný prostor snímačů byl pro zajištění stálých světelných podmínek zastíněn neprůsvitnou fólií. To se ukázalo nezbytné pro kontrolu defektů menších rozměrů, které často splývají s okolním materiálem.

Na kontrolním stanovišti je umístěn grafický dotykový panel HMI Magelis STO511 s úhlopříčkou 3,4", který je pro dané zařízení dostačující. Panel zobrazuje provozní stavy a informaci o počtu zkontrolovaných dobrých a špatných kusů. Dále zobrazuje výskyty jednotlivých defektů, statistické vyhodnocení kontroly a umožňuje ovládat stroj v servisním režimu.

Ovládací prvky jsou snadno dostupné z přední strany rozváděče. Pro servisní účely je stanoviště přístupné krytem na čelní straně. Bezpečnostní funkce vyhovuje všem relevantním požadavkům ČSN EN ISO 13849-1. 

Závěr

I přes počáteční citlivost k nestabilním světelným podmínkám se v konečné fázi projektu podařilo dosáhnout vysoké spolehlivosti a stroj byl u zákazníka úspěšně zaveden mezi pracoviště kontroly elektrické izolace a pracoviště balení. Svou kompaktností a přenositelností se snadno začleňuje do původní montážní linky, kde je dobře přístupný z obou postranních pracovišť. Výhodou stroje je také možnost jeho modifikace. S malými úpravami lze stanoviště přenastavit na kontrolu jiného druhu relé, stykače, jističe nebo jiného prvku s podobnými rozměry. 

Bc. Libor Křeček, AXIMA, spol. s r. o.

Obr. 1. Prototyp kontrolního zařízení

Obr. 2. Příklady detekovaných vad