Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Inteligentna technika pomiarowa w inspekcji powierzchniowych defektów odlewniczych

Świłło S., Wąsik J. T.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 12

1002--1005

PL

W artykule omówiona została strategia pomiaru dla inspekcji online powierzchniowych defektów w odlewach aluminiowych po obróbce skrawaniem. Autorzy przedstawiają rozwiązanie w postaci stanowiska wizyjnego do inspekcji powierzchniowej odlewów aluminiowych z wykorzystaniem w pełni automatycznego układu do rejestracji, detekcji i analizy wykrywanych defektów. Tego typu rozwiązanie pozwala na zwiększenie wydajności i jakości uzyskiwanych wyrobów zwłaszcza w przemyśle motoryzacyjnym, jak również prowadzi do zautomatyzowania kontroli nad przebiegiem technologii odlewania. Jest to jeden z podstawowych problemów prowadzonych badań w odniesieniu do ograniczeń i trudności w wykonaniu takich wyrobów, jak: bloki skrzyń biegów czy korpusy silników, w sposób znaczący wypływając na koszt ich wyrobu. Zaproponowane rozwiązanie wizyjne jest odpowiedzią na oczekiwania technologów w zakresie systemów kontroli jakości będących łatwymi w użyciu, tanimi i wszechstronnymi rozwiązaniem dla przemysłu. Połączenie części softwarowej oraz aparatury pomiarowej w zaproponowanym rozwiązaniu wizyjnym umożliwia analizę pozyskiwanych obrazów w ułamku sekundy. Jest to rozwiązanie które jest alternatywą dla rozwiązań wizualnych, czy innych metod, kosztownych i pracujących w trybie offline. Zaproponowana inteligentna technika pomiarowa wspierająca produkcję przemysłową opiera się na zaawansowanym, automatycznym układzie pomiarowym ze zintegrowanym oświetleniem i oprogramowaniem pozwalającym na wykrywanie i klasyfikowanie defektów odlewniczych.

EN

The objective of the paper is to demonstrate a measurement strategy for online inspection of surface defects in products, especially discontinuities which appear in castings after machining. The essence of the proposed online vision inspection system is to provide an automated method for obtaining and analyzing images of the inspected surfaces, to allow an unmistakable and consistent finding of defects and specifying their types. The proposed solution could improve productivity and quality in the manufacturing process especially for the automotive industry and significantly improve automatysation in die casting technology. This is one of the most fundamental problems of a research studies in process design for automotive parts such as: handles of transmission systems, cylinder pistons and cylinder front faces in engine bodies, that has significant influence for the manufacturing cost. Proposed by the author an online vision inspection systems are responded to users demands for systems that are easier to use, low-cost, and flexible. Using a combination of a vision hardware and software, the proposed vision system could analyze the images, usually in a fraction of a second. Since the human visual inspection is slow and expensive, a smart technology is an alternative solution for the online inspection. The developed smart technology uses advance vision system with specially designed lighting, an advanced image processing algorithm for defect detection and their classification.

2

Morphological sharpening of color images

Skoneczny S.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2016

|

Vol. 64, nr 1

103--113

EN

This paper presents a novel approach to morphological contrast sharpening of image using the multilevel toggle operator. The concept presented here is a generalization of toggle based contrast operator for gray-level images. The multilevel toggle operator is used to enhance the contrast of multivalued images. In order to perform necessary morphological operations the modified pairwise ordering (MPO) algorithm is proposed. It gives the total order of color pixels. For comparison four other ordering methods are used. The main advantage of the proposed sharpener is its significant contrast enhancing ability when using MPO. Theoretical considerations as well as practical results are shown. Experimental results show its applicability to low-contrast color images.

3

Zastosowanie techniki wizyjnej w automatyzacji pomiarów geometrii i podnoszeniu jakości wyrobów wytwarzanych w przemyśle motoryzacyjnym

Świłło S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 257

3--128

PL

Głównym celem opracowania jest prezentacja nowych rozwiązań usprawniania procesów produkcji dla przemysłu motoryzacyjnego przy wykorzystywaniu aplikacji opartych na systemach wizyjnych. W rezultacie zrealizowanych przez autora prac badawczych w tym zakresie zaprojektowano i zbudowano wizyjne systemy pomiarowe oraz przedstawiono nowe bardziej doskonałe rozwiązania w pomiarach dokładności oraz analizie jakości wytwarzanych wyrobów metalowych. Zaproponowane w monografii rozwiązania miały duży udział w procesie określania potencjalnych możliwości dla nowo powstałych systemów wizyjnych dedykowanych do eksploracji wybranych technik wytwarzania elementów motoryzacyjnych. Podniesienie bowiem jakości w procesie kontroli techniki wytwarzania prowadzi do lepszego rozumienia strategii doboru właściwych rozwiązań. W szczególności, przedstawione rozwiązania miały duży udział w procesie uzyskiwania wysokiej dokładności w analizie danych pomiarowych. Proces ten dokonywany był poprzez wykorzystanie zaawansowanych technik numerycznej obróbki obrazu dla wzorów powierzchniowych, jak również dla obiektów trójwymiarowych. Dzięki wdrażaniu metod doświadczalnych i teoretycznych oraz tworzeniu na tej bazie nowych propozycji, autor przedstawił wszechstronne podejście do zagadnień automatyzacji pomiarów oraz podnoszenia jakości w obszarze kształtowania blach, procesu zawijania, kontroli wymiarowej otworów po obróbce maszynowej oraz inspekcji powierzchniowej odlewów aluminiowych. W pierwszej części monografii przedstawiono analizę procesu kształtowania blach z uwzględnieniem pomiaru jej geometrii i kinematyki procesu. Aktualnie dostępne rozwiązania w tym zakresie, to między innymi: stanowiska badawcze do wyznaczania krzywych odkształceń granicznych, systemy wizyjne do pomiarów odkształceń czy układy optyczne do zadań rekonstrukcji obiektów trójwymiarowych. Przedstawione przez autora rozwiązanie dotyczy w pełni automatycznego stanowiska laboratoryjnego do realizacji i analizy prób wybrzuszania hydraulicznego blach. Do prób kształtowania plastycznego zastosowano metodę wybrzuszania krążków blachy (utwierdzonej na brzegach) ciśnieniem cieczy. W tej operacji występuje dwuosiowe, równomierne rozciąganie, czego efektem jest formowanie wytłoczki o kształcie czaszy kulistej. Zastosowany przykład procesu tłoczenia blach pozwala na uzyskanie wielu rozwiązań, tak w zakresie opisu kinematyki, jak i badania warunków utraty stateczności dzięki braku występowania tarcia na powierzchni kontaktu narzędzia z materiałem. Stanowisko to pozwala na prowadzenie dwóch typów pomiarów. Do pierwszej grupy zaliczyć można rejestrację przebiegu procesu kształtowania plastycznego w postaci ciśnienia i przemieszczenia, a do drugiej pomiar kinematyki i kształtu próbek wybrzuszanych. Ta pełna charakterystyka procesu wybrzuszania pozwala na prowadzenie pomiarów własności plastycznych oraz na opracowanie mechanizmów kontroli przebiegu procesu kształtowania. Do takich elementów kontroli zaliczyć można miedzy innymi możliwości automatycznego sterowania przebiegiem procesu z możliwością jego przerwania w ściśle określonej fazie deformacji. W uzupełnieniu do zaproponowanych rozwiązań automatyzacji pomiarów odkształceń przedstawione zostały wyniki prac w zakresie przewidywania momentu pękania. Od wielu lat stosowana przez rożnych autorów metoda analizy siatek regularnych i stochastycznych w połączeniu z procesem obróbki obrazu doczekała się licznych rozwiązań. Nie dają one jednak wciąż odpowiedzi na podstawowe pytanie odnośnie sposobu unikania lub eliminowania niebezpieczeństw związanych z przekroczeniem granicznych wartości odkształceń dla procesów realizowanych w warunkach przemysłowych. W kolejnej części dotyczącej problematyki tłoczenia blach, autor przedstawia kompleksową informację na temat metod projektowania narzędzi do tłoczenia części nadwozia. W ramach tych informacji przedstawiona jest aktualna strategia prac projektowych z wyróżnieniem czynników technologicznych. Przedstawiono technikę komputerowego wspomagania projektowania i kontrolowania jakości wyrobów. Zaproponowana zaawansowana technika wizyjna jest współczesnym narzędziem przemysłowym, które znajduje zastosowanie również w przemyśle samochodowym umożliwiając dokonanie pomiaru geometrii szybko i dokładnie. Przedstawione rozwiązanie dotyczy stanowiska mobilnego do zastosowania w warunkach przemysłowych w analizie kształtu i pomiarze odkształceń z wykorzystaniem obróbki obrazu. Proces obróbki obrazu i jego analizy, w celu rekonstrukcji badanych obiektów (blach) został zaprezentowany na przykładzie aplikacji przemysłowej. Kolejnym zagadnieniem niniejszej monografii jest propozycja nowej metody pomiaru odkształceń w procesie trzystopniowego zawijania. Proces zawijania stosowany jest dla potrzeb zwiększenia wydajności i jakości części konstrukcyjnych karoserii samochodów. Konieczność monitorowania parametrów tego procesu wynika z faktu, że rzutuje on na końcową jakość wyrobu. Dlatego też, w celu zminimalizowania błędów powstałych na etapie projektowania procesu zawijania koniecznym było kompleksowe poznanie tego procesu do czego dotychczas nie przykładano tak dużej uwagi. Osiągnięto to poprzez opracowanie nowej metody opisu kinematyki procesu zawijania, geometrii i jakość kształtowanej powierzchni. Dzięki tym pracom możliwe jest szybkie i dokładne zanalizowanie procesu zawijania dla dowolnych wielkości geometrycznych i materiałowych występujących w wybranych obszarach karoserii samochodowej. W przeciwieństwie do czasochłonnych i mało precyzyjnych metod oceny bazującej na analizie wzrokowej proponowana metoda z wykorzystaniem systemu wizyjnego pozwala na natychmiastową i ilościową analizę gotowego wyrobu. Kontrola wymiarowa przy zastosowaniu inspekcji wizyjnej to coraz częściej wykorzystywana technika pomiarowa pozwalająca na szybkie i dokładne odwzorowanie badanego wyrobu w celu jego modyfikacji, powtórnego odwzorowania lub inspekcji geometrycznej. Spośród licznej grupy urządzeń pomiarowych wyróżnić można urządzenia do pomiarów dyskretnych i optyczne urządzenia do skanowania. Przewagą stosowania rozwiązań optycznych jest szybkość przy konkurencyjnej dokładności pomiarów. Stąd, zaproponowanie przez autora techniki wizyjnej do rekonstrukcji obiektów (wyrobów), w celu dokonania weryfikacji geometrii powstałej po obróbce maszynowej. Określenie położenia otworów, linii brzegowych wyrobu we współrzędnych lokalnych i globalnych to podstawowe cele tych operacji kontroli. Zaproponowane przez autora rozwiązania w tym zakresie polegają na zastosowaniu połączonego systemu układu wizyjnego i napędowego. Ten złożony system pomiarowy umożliwia realizację połączonych zadań pomiarowo-decyzyjnych. Dziki zastosowaniu układu wizyjnego możliwe jest dokonanie szybkiej i precyzyjnej kontroli wymiarowej badanego wyrobu. Proponowane rozwiązania w tym zakresie dotyczą głownie rozpoznawania krawędzi otworów z dokładnością podpikselową. Na zakończenie opracowania przedstawiona została nowa propozycja wizyjna automatyzacji procesu inspekcji defektów powierzchniowych w odlewach aluminiowych. Problem występowania defektów powierzchniowych jest istotnym ograniczeniem dla wyrobów w przemyśle odlewniczym z uwagi na konieczność osiągnięcia wysokiej jakości końcowej wyrobu. W zależności od przebiegu procesu technologicznego procesowi odlewania może towarzyszyć tworzenie się pęknięć czy porów. Nieciągłości te w sposób istotny mogą ograniczać późniejszą funkcjonalność wyrobów lub zdolność do przenoszenia znacznych sił. Zaproponowane rozwiązanie dotyczy komputerowej inspekcji z wykorzystaniem systemu wizyjnego, inspekcji będącej alternatywą dla powszechnie stosowanych metod kontroli wzrokowej. Opracowany przez autora system wizyjny pracujący w trybie online wykorzystuje zaawansowane techniki obróbki umożliwiające wykrywanie i identyfikowanie rożnych typów defektów powierzchniowych. System ten został pomyślnie przetestowanym dla grupy trzech typów defektów powierzchniowych występujących w odlewach aluminiowych.

EN

The main focus of the present work is on the demonstration of new methods for the manufacturing process improvement specifically through the application of machine vision inspection in automotive technologies. In particular, the results of the undertaken research include optical systems development and engineering product improvement by searching for new, more accurate methods for measuring and analyzing surface quality, dimensional control and process performance analysis. The proposed solutions have contributed to the understanding on how new imaging systems have a large potential in exploring manufacturing technologies and provide an entirely new perspective on process control that leads to the new thinking in the process control strategy. In particular, the author proposed a new understanding on how to achieve a high-level of process performance analysis by using advanced digital imaging techniques for two- and three-dimensional object location, recognition, and inspection as well as surface detective metrology. By searching and using advanced solutions in mathematics and physics, the author provides comprehensive information and incremental knowledge about the manufacturing process improvement with application of both theoretical and experimental methods in the field of sheet metal forming and hemming, dimension control after machining and surface defect inspection for aluminum casting. As for the first task, the geometry and kinematics of product behavior after sheet metal forming have been investigated. Currently, we can find, among others, methods that serve the determination of forming limit curves, which, combined with calculations of the deformation occurring in the examined products, provide comprehensive information about the state of the material. The developed solution by author comprises a fully automatic test stand for the hydro-bulging process. In this operation, a biaxial uniform stretching occurs, producing objects in the form of a spherical cap. The use of the stand allows running two types of the measurements. The first group of measurements allows recording the run of the plastic forming process in terms of pressure and displacement, while second group includes measurements of the process kinematics and of the shape of the bulged samples based on the both: regular and stochastic grids. Full description of the bulging process should enable further materials research and development of process control mechanisms. The elements of such control can include, among others, an option for automatic monitoring of the process run and the possibility of its interruption at a strictly determined stage of deformation. As complementary to the created solutions of automated strain measurement, studies are carried out to predict the crack initiation, since the problem of accurate method for quality inspection for the sheet metal in production environmental is still present. In the next section, the authors provide comprehensive information on methods used in design of tools for the die forming of car body parts. As part of the information, current strategy adopted in design work has been presented, with emphasis put on the technological factors. The proposed advanced vision-based technology is a modern tool for the industrial uses, applicable especially in the automotive sector as a means to provide quick and accurate measurement of product geometry and quality. The described solution of stereovision refers to a mobile stand operating under industrial conditions to enable shape and deformation analysis through image processing. The image acquisition process and digital analysis of the images have been presented to recognize and analyze the objects taken from camera. In the vision control process, the author proposed a new method for the strain measurement in a three-stage hemming process. Hemming is performed to increase the productivity and quality of car body structural parts. The expectation to monitor the parameters of this process results from the fact that they affect the final product quality. Therefore, to reduce to minimum errors occurring at the stage of the hemming process design, a comprehensive understanding of the process, which so far has not been given enough attention, was necessary. This was done by developing an entirely new method, allowing the strain characteristics and crack propagation to be determined in the plastic forming process. The ultimate goal was to determine experimentally the limit parameters of the process, the kinematics, and the geometry and surface quality achievable during hemming. This stage involves the determination of the location of defects, analysis of deformation and measurement of critical dimensions. These characteristics of the inspected parts, which the vision inspection system will examine, are very important and essential for a fully successful implementation of the vision system. The vision inspection system proposed by the author responds to the demand of users for systems that are easier in operation, cost less and are more flexible. These improvements make the vision inspection system more accessible to all manufacturers. The dimensional control using visual inspection is increasingly being used as a measurement technique that allows quick and accurate representation of product tested for its modification, re-mapping or geometric inspection. Currently, two methods of measurement, namely by vision and by contact, are commonly used to implement this type of measurement tasks, allowing quick and precise mapping of the examined surface. The advantage of vision solution is the speed of measurements combined with competitive accuracy. Hence comes the idea to propose a non-contact technique for the reconstruction of two-dimensional objects. Determining the shapes of holes and their locations in local and global coordinates are basic objectives of these control operations. The solutions proposed by the author in this area rely on the use of a complex system, including a vision system, and a drive system. This complex measurement system enables execution of the combined tasks of measurement and decision making. Owing to the application of a vision system it is possible to make rapid and accurate reconstruction of the measured element. The solutions proposed in this area concern the edge detection of objects with a sub-pixel accuracy. Finally, a new camera-based machine vision system for the automatic inspection of surface defects in aluminum die casting was developed and presented by the author. The problem of surface defects in aluminum die casting is widespread throughout the foundry industry and their detection is of paramount importance in maintaining product quality. Depending on part design and processing techniques, castings may develop surface discontinuities such as cracks or tears and pores that greatly influence the material ability to withstand these loads. The proposed, computer based, visual inspection provides a viable alternative to human inspectors. The, developed by the author, machine vision system uses a fast image processing algorithm to detect defects with different sizes and shapes. The machine vision system has been successfully tested for the different types of defects on the surface of castings.

4

Pomiar odkształceń w procesie zawijania z wykorzystaniem metody linii

Świłło S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 6

443--446

PL

W artykule przedstawiono nowy algorytm dla obliczeń doświadczalnych odkształceń w procesie zawijania dla przypadku, w którym zawijana powierzchnia jak i krawędź jest zakrzywiona (przypadek 3D). Po pierwsze, opisano metodę rekonstrukcji geometrii badanej próbki z zastosowaniem metody skanowania laserowego. Po drugie, opisano system optyczny do realizacji badań pomiarowych oraz metodę obróbki obrazu zastosowaną w przestawianym przykładzie procesu kształtowania plastycznego. W procesie tym obraz przedstawiający badaną próbkę jest wpierw zapisywany a następnie analizowany w celu uzyskania informacji o zarysie deformowanej linii. Następnie, przedstawiono nową, zaproponowaną przez autora metodę rekonstrukcji zarysu 3D zawijanej próbki oraz sposób wyznaczenia odkształceń na jej powierzchni. Na zakończenie przedstawiono wyniki analizy numerycznej (obróbki obrazu deformowanej próbki) oraz wyniki pomiarów odkształceń dla przypadku zawijania 3D.

EN

The paper presents a new algorithm for experimental strain measurement of curved edge-curved surface flanging. First, a method for 3-dimensional geometry recognition based on laser scanning method is presented. Second, the optical system and basic procedures of image processing techniques are described. The image acquisition process and digital analysis were presented in order to recognize and analyze the objects taken from camera. Next, geometry reconstruction technique and strain measurements are presented in detailed for curve surface- -curve edge. Finally, experimental studies of the strain measurement for flanging of aluminum alloy were investigated.

5

Automatyzacja oraz wysoka dokładność pomiarowa wielkości geometrycznych z wykorzystaniem mikroskopu

Świłło S., Czyżewski P., Morawiński Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 1

31--35

PL

Kontrola wymiarowa przy zastosowaniu inspekcji wizyjnej to coraz częściej wykorzystywana technika pomiarowa pozwalająca na szybkie i dokładne odwzorowanie badanego wyrobu w celu jego modyfikacji, powtórnego odwzorowania lub inspekcji geometrycznej. Jednym z obszarów zastosowania tego typu techniki pomiarowej jest weryfikacja podjętych założeń teoretycznych odnośnie do przebiegu procesu tak w zakresie geometrii, jak i pola przemieszczeń. Ten właśnie obszar badań jest tematem przedstawionego artykułu. W wyniku przeprowadzenia wstępnych badań zaprojektowano i zbudowano układ pomiarowy bazujący na zastosowaniu mikroskopu warsztatowego z wykorzystaniem układu wizyjnego. Kamera realizująca zapis obrazu sprzężona jest z układem pozycjonującym na bazie silników krokowych. Dzięki zastosowaniu precyzyjnych głowic mikrometrycznych do pozycjonowania we współrzędnych XY, pomiary wykonywane z wykorzystaniem mikroskopu charakteryzują się dużą precyzją i stanowią idealny przykład możliwości rozbudowania tradycyjnego systemu pomiarowego o dodatkowe układy automatyzujące. Celem zaprojektowanego układu pomiarowego jest realizacja zadań pomiaru wysokiej rozdzielczości w zakresie geometrii (wzorów) nałożonych na powierzchnie płaskie.

EN

Dimensional control using vision inspection is increasingly being used as a measurement technique that allows quick and accurate representation of the final product. One of the field application of this type of measurement technology is verification of theoretical assumptions made about the process run as regards both the geometry and displacement field. These activities were subjects to investigate in the presented paper. As a result of preliminary studies, a measuring system based on a workshop microscope and a vision concept was designed and constructed. The image-recording camera is coupled with a positioning system holding a built-in drive based on the principle of stepper motors. Owing to the use of high-precision micrometers heads for positioning in XY coordinates, the measurements performed on the microscope are characterized by high precision. The proposed by the authors optical device is a perfect example of the possibility to expand the traditional measuring system, adding the systems of automation. As an example of this designed measuring device a high-resolution geometry measurement the of flat surfaces with specially generated pattern is presented.

6

Charakterystyka przepływu dwufazowego gaz-ciecz z wykorzystaniem metody cyfrowej obróbki obrazu

Zając D., Ulbrich R.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2004

|

Nr 3s

187-189

EN

This paper presents an experimental study of identification and analysis of two phase gas-liquid flow using the digital image processing method. The process of two phase flow has been realized in a bubble column. The gray level value of the obtained recordings in gas-liquid flow was the basic parameter for process investigation.