Robot CT điều tra lỗi lắp ráp lớn

Fraunhofer EZRT đã nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực công nghệ X-quang công nghiệp trong hơn 20 năm và có kiến ​​thức sâu rộng về các thành phần phần cứng và phần mềm cho các hệ thống X-quang và chụp cắt lớp vi tính, đặc biệt là đối với các ứng dụng đặc biệt đòi hỏi khắt khe. Với các thành phần và bí quyết của mình, Fraunhofer EZRT hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị và nhà tích hợp hệ thống trong việc triển khai các dự án chụp X-quang và chụp cắt lớp vi tính cải tiến.

Linh kiện phần cứng nâng cao và phần mềm đa năng

Một trong những thành phần quan trọng nhất của hệ thống X-quang là máy dò tia X được sử dụng, vì nó quyết định phần lớn đến chất lượng hình ảnh. Máy ảnh X-quang ổn định bức xạ từ dòng EZRT XEye phù hợp với nhiều mục đích khác nhau: Máy dò mới nhất và lớn nhất, XEye5640, có vùng ghi lớn hơn đáng kể so với các máy dò khác, đồng thời có bức xạ rất cao khả năng chống năng lượng tia X lên tới 450 keV. Kích thước pixel từ 50 micromet cho phép xử lý các đối tượng thử nghiệm linh hoạt hơn và đồng thời hiệu quả hơn. Các vật thể lớn có thành dày, trước đây cần nhiều lần đo, giờ đây có thể hiển thị hoặc kiểm tra đầy đủ chỉ với một lần đo do diện tích máy dò là 40 cm x 56 cm. Các ví dụ ứng dụng có thể được tìm thấy trong CT nội tuyến của vỏ ly hợp hoặc chụp X quang khối động cơ trong dây chuyền sản xuất bên trong chu kỳ sản xuất. Với máy ảnh X-quang tốc độ cao XEye-HS của dòng XEye, có thể ghi lại các quá trình nhanh, động của các quá trình ẩn. Vùng hình ảnh, kích thước pixel và tốc độ khung hình tối đa có thể được điều chỉnh cụ thể cho vấn đề tương ứng, chẳng hạn như quan sát biến dạng vật liệu hoặc dòng chảy rối.

Về mặt phần mềm, Fraunhofer EZRT trình bày đã phát triển thư viện phần mềm đom đóm bao gồm nhiều mô-đun khác nhau: Ví dụ: có sẵn phần mở rộng để hiệu chỉnh hệ thống CT, cho phép đạt được kết quả CT tốt mặc dù vị trí của thiết bị không chính xác hoặc không xác định. Các thành phần tia X. Phần mềm này được cung cấp cùng với phần thân hiệu chuẩn được phát triển đặc biệt. Ngoài ra, khả năng đo nhanh với ít dự báo để tối ưu hóa chất lượng phép đo của các thành phần có vật liệu hấp thụ mạnh khác nhau như nhựa và đồng và để hiệu chỉnh các tạo tác bức xạ tán xạ là có sẵn. Ngoài ra, có sẵn các thuật toán để cải thiện và tăng tốc các phép đo CT.

Hàng chục hệ thống đặc biệt đang được sử dụng

Nhiều hệ thống đặc biệt đã được phát triển và đưa vào hoạt động cùng với các đối tác. Hệ thống chụp cắt lớp vi tính có sự hỗ trợ của robot 'RoboCT' được phát triển cho Tập đoàn BMW phân tích không phá hủy chất lượng của các phương tiện hoàn chỉnh trong quá trình sản xuất ô tô ở giai đoạn phát triển ban đầu, nhờ đó rút ngắn chu kỳ phát triển. So với các hệ thống CT thông thường, có lợi thế đáng kể là có thể tiếp cận các vị trí kiểm tra trên các vật thể có hình dạng phức tạp, chẳng hạn như thân xe hoặc trong khu vực làm việc đặc biệt lớn.

Wolfgang Holub giải thích: “Các nhà sản xuất ô tô thường chỉ cần CT của một bộ phận xe rất cụ thể . “ RoboCT phù hợp lý tưởng cho những câu hỏi này.” Ý tưởng cho điều này đã nảy ra tại EZRT vào năm 2005. Để ghi lại CT của cánh máy bay, nguồn tia X và máy dò phải được quay xung quanh vật thể với sự trợ giúp của các cánh tay rô-bốt. Một dự án đầy tham vọng đã thành công vào năm 2015 với sự hợp tác của một nhà cung cấp hàng không trên cánh ngoài của máy bay phản lực thương gia.

Những gì nghe có vẻ đơn giản là khó thực hiện trong thực tế. Với RoboCT, nguồn tia X và máy dò phải luôn đối diện nhau hoàn toàn khi chúng xoay quanh vật thể. Holub giải thích: “Robot công nghiệp tốt nhất chỉ chính xác đến từng milimet . Tuy nhiên, đối với CT, cần có độ chính xác ít nhất là 10 micromet. Để vẫn có được hình ảnh sắc nét, nhóm của Wolfgang Holub sử dụng hiệu chuẩn hình học. Các robot nhặt một đối tượng hiệu chỉnh từ các hướng khác nhau. Dữ liệu này có thể được sử dụng để tính toán độ không chính xác của hệ thống và do đó bù cho lỗi trong phép đo chính xác.

BMW đã rất tin tưởng vào RoboCT đến nỗi hai hệ thống hiện đang hoạt động. Một trong trung tâm nghiên cứu và đổi mới ở Munich, nơi RoboCT kiểm tra các nguyên mẫu làm bằng tay của các mô hình tương lai trong nhà máy thí điểm. Hệ thống còn lại nằm trong trung tâm thử nghiệm Eching, nơi Erlkönige của BMW phải chứng minh bản thân trong những điều kiện bất lợi nhất. Không chỉ kiểm tra các kết nối được dán và hàn mà còn kiểm tra độ ăn mòn, vị trí của các vòng đệm hoặc vị trí của các dây nối trong đèn pha. Holub nhấn mạnh: “Vì kết quả CT có sẵn nhanh hơn nhiều so với kết quả của việc tháo dỡ cổ điển, các nhà sản xuất ô tô có thể sử dụng RoboCT để giảm đáng kể thời gian phát triển của họ.

Hiện tại, các hệ thống vẫn phải được điều khiển bởi các chuyên gia được đào tạo đặc biệt. Nhóm RoboCT đã làm việc tích cực trên một hoạt động được đơn giản hóa – với sự trợ giúp của một hệ thống song sinh kỹ thuật số trong đó có thể nhập dữ liệu CAD của ô tô cần kiểm tra. Sau đó, không có gì cản trở việc sử dụng rộng rãi trong sản xuất và những chiếc đục để tháo dỡ cơ thể đã lỗi thời.