Röntgenkuvalevyjen tarkistamisen automatisointi konenäkörobotilla

Abstract

Insinöörityössä selvitettiin röntgenkuvalevyjen visuaalisen laaduntarkistuksen automatisaation mahdollisuuksia. Työssä pyrittiin löytämään kustannustehokas ratkaisu tällaisen tarkastusaseman toteuttamiseen. Tämän vuoksi työssä selvitettiin, mikä lähestymistapa palvelee yrityksen tarpeita parhaiten: ”avaimet käteen”-ratkaisu, osakokonaisuuksien teettäminen, itserakentaminen vai jokin näiden yhdistelmä. Lisäksi selvitettiin, voidaanko yrityksen sisäistä osaamista hyödyntää tässä työssä. Laitteeseen valmistettiin myös osia Kavo Kerr Group:n omassa koneistamossa.

Työssä kehitetään laite, jolla helpotetaan ja nopeutetaan kuvalevyjen tarkistusprosessia. Kuvalevyjen tarkistaminen sitoo vähintään yhden operaattorin joka päivä. Vuositasolla menetetty resurssi on jo kohtalaisen suuri. Laite koostuu manipulaattorista ja konenäkötarkistuspisteestä. Manipulaattori on lineaarirobotti, joka siirtää kuvalevyjä kuvauspisteeseen. Kuvauspisteessä röntgenkuvalevystä otetaan kuva ja konenäköalgoritmi määrittää, onko kuvalevy sallituissa rajoissa, eli onko kuvalevyssä pintavirheitä, jolloin se hylätään. Tarkistusnopeus kasvaa, koska kameralla menee vain sekunnin murto-osa kuvan ottamiseen. Ihmissilmä myös väsyy tämän tyyppisestä työstä ja laadun taso laskee päivän aikana. Konenäköalgoritmi ei ole yhtä tarkka kuin ihmissilmä, mutta konenäöllä taataan tasainen laatu.

Projektissa päästiin toteuttamaan prototyyppi tarkistuslaitteesta. Prototyypin manipulaattori rakennettiin Feston lineaariakseleista ja konenäkösovelluksen toteutti RoimaINT. Työn aikana päädyttiin siihen tulokseen, että robotti on toteutettavissa talosta löytyvillä resursseilla, mutta konenäkösovellus vaikuttaa niin merkittävästi asiakkaalle menevään tuotteeseen, että se teetettiin alihankkijalla.

The objective of this Bachelor´s thesis was is to find an automated solution for quality inspection of x-ray imaging plates. The project was started with a general research of firms in this field of business and gathering information about conducting inspections with a machine vision. The device can be either made entirely by another company or we can use the resources found inside of KKG or a combination of the two. KKG has its own machine shop, which can be used to manufacture parts for a prototype or the final device.

The purpose of the device is to make the visual inspection process of imaging plates easier. At present the imaging plates are inspected by an operator, which is a monotonous job. The quality of the inspection also wavers during the day, because it is hard for the human eye to keep inspecting imaging plates that can have only minimal scratches and imperfections. The device consists of a robot that can take an imaging plate out of the box and move the imaging plate into a machine vision inspection device. The machine vision algorithm then decides if the plate passes or fails. Then the imaging plate is sorted to a pass or fail box. The operator needs only to load the device with new plates and remove the inspected plates. This freed resource can be used in other jobs on the manufacturing line.

A working prototype was made with three Festo linear axes. The third axis has a suction cup attached to it, with which it can manipulate the imaging plates. The machine vision inspection device and algorithm were bought from a firm called RoimaINT, which provided the camera, lights, software and machine vision expertise. An expert firm was chosen because the machine vision inspection is a key element in the product and has a major impact on the product.