Odczyt odów felg samochodowych w procese producyjnym Jace Dunaj Przemysłowy Instytut Automaty Pomarów PIAP Streszczene: W artyule przedstawono sposób realzacj odczytu odów felg samochodowych. Opracowane stanowso zostało wdrożone przez pracownów Przemysłowego Instytutu Automaty Pomarów PIAP w załadach frmy ATS Stahlschmdt & Maworm w Stalowej Wol. W artyule omówono zastosowane algorytmy dentyfacj odów oraz przedstawono problemy, jae napotano podczas realzacj tej pracy. Słowa luczowe: FelgenCode, laserowy czujn pomaru odległośc, metoda najmnejszych wadratów DOI: 10.14313/PAR_204/83 1. Wprowadzene W 2008 r. Przemysłowy Instytut Automaty Pomarów PIAP uruchomł w fabryce frmy ATS Stahlschmdt & Maworm w Stalowej Wol (należącej obecne do grupy Unwheels) stanowso do odczytu odów felg samochodowych. Od tego czasu oprogramowane stanowsa było larotne modernzowane, co uczynło je jedną z ceawszych aplacj przemysłowych wyonanych przez Instytut. a gotowe odlewy trafają na wspólne transportery, dużym utrudnenem była ch dentyfacja przed dalszą obróbą. Dla rozwązana tego problemu ażde oło jest odlewane wraz z dodatowym odem cyfrowym FelgenCode frmy Numtec Interstahl opracowanym specjalne dla znaowana felg (rys. 1). Kod ten, usuwany na ońcu procesu technologcznego, ma stałe wymary oreślony format. W chwl przeazywana stanowsa do esploatacj stosowano 12-btowy od w wersj V1.3 (rys. 2a), umożlwający znaowane odlewów numeram od 0 do 4095. W 2009 r. rozpoczęto stosowane 14-btowego odu w wersj V3.0 (rys. 2b), tóry pozwala na oznaczane numeram od 5000 do 21 383. Od wprowadzena odu V3.0 obydwa sposoby znaowana są w beżącej producj stosowane równolegle. Kody w wersjach V1.3 V3.0 mają wele cech wspólnych. W obu przypadach dwa srajne arby od lewej strony: szero wąs są arbam referencyjnym wyznaczającym począte pola odowego. W wersj V1.3 odu wewnątrz pola znajduje sę olejny szero arb referencyjny, w wersj V3.0 odu występują dwa tae arby. W obu przypadach pole odowe jest zaończone pojedynczym szerom arbem referencyjnym. Karby referencyjne są tym elementam, tóre zawsze występują w polu odowym, nezależne od numeru przypsanego danej feldze. Wąs arb lub bra wąsego arbu w mejscach oznaczonych na rys. 2 cyfram od 0 do 13 oraz S1, S2 S3 oreślają wartośc 1 lub 0 danego btu odu lub odpowednej sumy ontrolnej. Wszyste arby odstępy mędzy arbam (lub odstępy mędzy mejscam, w tórych arby mogą wystąpć) mają ścśle oreśloną szeroość wysoość merzoną względem powerzchn bocznej odlewu. 2. Uład sterująco-pomarowy urządzena Rys. 1. Odlew felg samochodowej z odem FelgenCode V1.3 frmy Numtec Fg. 1. Car s wheels castng wth Numtec s FelgenCode ver. V1.3 Załady ATS w Stalowej Wol produują alumnowe felg do samochodów znanych europejsch mare. Poneważ w fabryce jest ladzesąt stanows odlewnczych, Początowo rozważana była budowa stanowsa na baze systemu wzyjnego wyorzystującego tzw. amerę lnjową oraz specjalzowany program NeuroChec stoso- Zobacz węcej Poberz bezpłatną aplację PAR+ App Store Google Play Pomary Automatya Robotya nr 2/2014 83
Naua wany we wcześnejszych aplacjach. Po wyonanu szeregu testów oncepcję tę zarzucono ze względu na szacowany wyso oszt taego rozwązana oraz obawy, że urządzene wzyjne może być zbyt delatne, ja na agresywne warun pracy w poblżu odlewn. Zdecydowano sę na zastosowane laserowego czujna pomaru odległośc. Idea jego stosowana polega na zamocowanu sondy pomarowej na obrotowym ramenu (rys. 4) przemeszczanu jej ze stałą prędoścą ątową w stałej odległośc od powerzchn bocznej felg. Urządzene najperw obraca ramenem, aby wyryć pole odowe, a następne ustawa sondę za jego ońcem powtórne przemeszcza ją od ostatnego do perwszego arbu referencyjnego. Podczas tego ruchu wartośc olejnych pomarów są na beżąco przesyłane nterfejsem RS-232 do omputera PC, gdze są zapamętywane, a po zaończenu sanowana poddane analze. Uład sterująco-pomarowy urządzena (rys. 3) słada sę z następujących elementów: laserowej głowcy pomarowej ZX-LD100 frmy Omron o zasęgu od 100 do 140 mlmetrów podłączonej do wzmacnacza ZX-LDA41. Wzmacnacz posada prądowe Rys. 2. Kody FelgenCode frmy Numtec w wersjach V1.3 V3.0 do znaowana felg samochodowych w procese producj Fg. 2. Format of Numtec s FelgenCode ver 1.2 and 3.0 for marng car s wheels durng manufacturng process Rys. 3. Uład sterująco-pomarowy urządzena Fg. 3. Scheme of control and measurement system 84
Rys. 4. Zespół ramena z głowcą pomarową Fg. 4. Arm unt wth laser dstance sensor Rys. 5. Stanowso odczytu odów felg w dzałanu Fg. 5. Car s wheels codes scannng staton wyjśce analogowe, sprzężone z wejścem analogowym mroontrolera AVR ATmega88. sterowna przemysłowego Semens S7-200 sterującego dwoma slnam roowym do poruszana ramenem, na tórym zamocowano głowcę pomarową. Jeden z tych slnów przemeszcza głowcę wzdłuż promena felg, drug powoduje jej ruch nad powerzchną felg (rys. 4). Dodatowo S7-200 steruje ruchem transportera do przemeszczana felg oraz bareram zabezpeczającym. omputera przemysłowego PC frmy Advantech pracującego pod ontrolą systemu operacyjnego Wndows XP Home Edton wyposażonym w standardowy nterfejs szeregowy RS-232 oraz dodatową artę WE-WY dwustanowych frmy Wasco. Osadzona na tym omputerze aplacja dentyfuje ody felg oraz obsługuje bazy danych arusze alulacyjne zwązane z wyonywanym zadanem. 3. Zasada dzałana urządzena Sterown Semens S7-200 sterując transporterem przemeszcza odlew do wnętrza stanowsa przy pomocy pneumatycznego zespołu pozycjonującego ustawa felgę współosowo z zespołem ramena głowcy pomarowej (rys. 5). Następne głowca jest przemeszczana w erunu powerzchn felg w ta sposób, aby znalazła sę wewnątrz swojego zaresu pomarowego. Z zestawem pomarowym frmy Omron bezpośredno współpracuje mroontroler AVR ATmega88, tóry sygnalzuje sterownow S7-200 osągnęce przez czujn laserowy pozycj roboczej. W tym momence uład sterowana uruchama ruch ramena z głowcą nad powerzchną felg z prędoścą równą 0,8 obrotu na seundę. W trace tego ruchu program mroontrolera AVR ATmega88 dentyfuje położene pola odowego felg przeazuje tę nformację do sterowna S7-200. Sterown ustawa ramę z czujnem w pozycj za ostatnm arbem referencyjnym odu rozpoczyna jego obrót nad odem felg z prędoścą równą 0,1 obrotu na seundę. Ruch ten jest sygnalzowany dwustanowym sygnałem sterującym do mroontrolera omputera przemysłowego PC. W trace jego wyonywana program mroontrolera AVR ATmega88 odczytuje nformację z wyjśca analogowego wzmacnacza ZX-LDA41, oduje ją, a następne transmtuje do omputera PC, gdze jest ona zapamętywana do dalszej analzy. Samą analzę odu felg aplacja omputera PC wyonuje bezpośredno po zaończenu sanowana, a następne za pomocą dwóch sygnałów WY do sterowna S7-200 wydaje polecene powtórnego odczytu (w raze jego nepowodzena), bądź przemeszczena felg poza stanowso sanujące. Kolejny odczyt może być poprzedzony mechanczną próbą poprawena pozycjonowana. Należy nadmenć, że w jednym z wcześnejszych warantów stanowsa odczyt transmsję danych ze wzmacnacza realzował dodatowy moduł ZX-SF11 frmy Omron. Nestety, protoół transmsyjny zamplementowany w tym urządzenu dzałał w trybe pytane odpowedź, a sam omunat był bardzo rozbudowany, czego sutem była nsą przepustowość anału transmsyjnego sęgająca zaledwe o. 120 pomarów na cały sanowany od. Przejęce zadań modułu ZX-SF11 przez mroontroler AVR ATmega88 opracowane własnego, prostszego protoołu transmsyjnego zwęszyło lczbę przeazywanych pomarów do ponad 5500 na od. Pomary Automatya Robotya nr 2/2014 85
Naua 4. Idea odczytu odu felg realzowana przez aplację omputera PC Odczyt odu felg polega na wyznaczenu bazowej odległośc sondy od powerzchn felg odnesenu wszystch zapamętanych pomarów do wyznaczonej bazy. Następne wyn pomarów zostają przeształcone na cąg zer jedyne w ta sposób, że jeśl różnca wartośc bazowej wartośc danego pomaru jest węsza nż oreślona część wysoośc arbu odu, to danemu pomarow zostaje przypsana wartość 1, w przecwnym raze wartość 0. Grupy olejnych 1 0 wyznaczają obecność olejnych arbów odu szczeln mędzy arbam (rys. 6). Rys. 6. Idea analzy odu felg Fg. 6. How car s wheels codes are analyzed Podstawowym zadanem stanowsa jest dentyfacja odów felg o średncach od 15 do 20 cal. Przy stałej prędośc ątowej ramena z głowcą pomarową węsza średnca odlewu oznacza węszą prędość lnową głowcy względem pola odowego, a węc mnejszą gęstość pomarów na jednostę długośc. Samo ramę ne obraca sę z jednaową prędoścą w całym zarese pomarowym, poneważ na początu na ońcu tego ruchu występują zmany prędośc zwązane z rozpędzanem hamowanem. Ponadto stanowso odczytu pracuje na początu ln technologcznej, gdze jeszcze ne obrobone odlewy ne są dealne symetryczne, węc można je tylo zgrubne pozycjonować względem os obrotu ramena. Należy nadmenć, że oprogramowane stanowsa odczytu ne dysponuje żadną nformacją czy atualne sanowana felga ma od w wersj V1.3 czy w wersj V3.0. Oznacza to, że aplacja omputera PC równolegle mus realzować algorytmy dentyfujące obydwa rodzaje odów. Krytera dentyfacj są jedna na tyle doładne, że elmnują przypade zasygnalzowana przez program prawdłowego odczytu odu w wersj, tóra ne dotyczy danej felg. Z tym problemam musała poradzć sobe aplacja omputera PC do dentyfacj odów felg. Dlatego rozbudowano ją o la funcj umożlwających testowane sutecznośc odczytu przy różnych warantach ustaweń. Ich realzacja umożlwa m.n. rejestrację do plów wynów pomarów wyonanych podczas sanowana felg a następne wyorzystana ch do testowana aplacj w trybe off-lne. Aplację napsano w języu C++ uruchomono przy pomocy oprogramowana Mcrosoft Vsual Studo.NET 2003. 5. Selecja pomarów Analza odu felg, nezależne od metody jego dentyfacj, rozpoczyna sę od weryfacj selecj pomarów przesłanych przez mroontroler AVR ATmega88 do omputera PC. Poprawne sanowane dostarcza o. 5500 wynów pomarów do analzy. Jeśl ch lczba jest mnejsza nż 1200, to przyjmuje sę, że podczas sanowana wystąpł błąd na podstawe wyonanego sanowana odu ne da sę zdentyfować. Następne odrzuca sę: o. 2 % wynów pomarów zarejestrowanych na początu zaresu pomarowego, o. 25 % wynów pomarów zarejestrowanych na ońcu zaresu pomarowego jeśl dalsza część analzy będze dotyczyć FelgenCode w wersj V1.3, o. 5 % wynów pomarów zarejestrowanych na ońcu zaresu pomarowego jeśl dalsza część analzy będze dotyczyć FelgenCode w wersj V3.0. Zaresy te ustalono dośwadczalne. Różnca lczby odrzucanych pomarów z ońca zaresu pomarowego w przypadu wersj V1.3 V3.0 wyna m.n. z tego, że pole odowe w wersj V3.0 jest o 25 mm dłuższe, a zares ruchu sondy jest w obu przypadach jednaowy. W wynu odrzucena częśc srajnych pomarów można przyjąć, że pozostałe z nch zarejestrowano podczas ruchu głowcy ze stałą prędoścą, a węc poza obszarem, gdze ramę z głowcą jest rozpędzane hamowane. Aby wyznaczyć bazę odnesena, czyl średną odległość głowcy pomarowej od powerzchn felg, należy wyorzystać wyn tych pomarów, tóre zarejestrowano podczas ruchu głowcy poza polem odowym, a węc w położenach: na lewo od srajnego lewego szeroego arbu referencyjnego, na prawo od srajnego prawego szeroego arbu referencyjnego. Poneważ doładne położene arbów referencyjnych na tym etape analzy ne jest znane, toteż do wyznaczena bazy odnesena berze sę pod uwagę: o. 15 % początowych pomarów ze zboru pomarów przyjętych do dalszej analzy, o. 20 % ońcowych pomarów ze zboru pomarów przyjętych do dalszej analzy jeśl dentyfowany ma być od FelgenCode w wersj V1.3, o. 30 % ońcowych pomarów ze zboru pomarów przyjętych do dalszej analzy jeśl dentyfowany ma być od FelgenCode w wersj V3.0, Zaresy te taże ustalono dośwadczalne ta je dobrano, aby zachowując pewen margnes bezpeczeństwa z dalszej analzy wyłączyć wszyste pomary wyonane bezpośredno nad polem odowym felg. 86
6. Wyznaczane baz odnesena W perwszych próbach odczytu odu felg bazę odnesena oblczano jao średną arytmetyczną ze wszystch początowych ońcowych pomarów. Rozwązane to jest aceptowalne jedyne przy założenu, że odlew pozostaje dealne symetryczny podczas sanowana został ta ustawony, że jego oś symetr doładne porywa sę z osą obrotu ramena z głowcą pomarową. W pratyce warun te rzado są spełnone. Dlatego ostateczne przyjęto oncepcję wyorzystana w algorytme odczytu odu dwóch zmennych baz odnesena, tórych wartośc w poszczególnych puntach pomarowych aplacja wylcza przyjmując jao argument numer pomaru. Perwsza baza odnesena, oreślana jao baza wyznaczona metodą czterech stref, ma ształt 4-elementowej ln schodowej. Jej poszczególne pozomy są oblczane w następujący sposób: pozom perwszy to średna arytmetyczna ze wszystch początowych pomarów przyjętych do dalszej analzy, pozom drug to suma pozomu perwszego plus 1/3 różncy mędzy pozomam perwszym a czwartym, pozom trzec to suma pozomu perwszego plus 2/3 różncy mędzy pozomam perwszym a czwartym, pozom czwarty to średna arytmetyczna ze wszystch ońcowych pomarów przyjętych do dalszej analzy. Jeśl zbór pomarów przyjętych do dalszej analzy zawera n elementów, to zmana pozomu bazy odnesena następuje po n/4, n/2 3n/4 pomarach. Druga baza odnesena, oreślana jao baza wyznaczona metodą najmnejszych wadratów, ma ształt prostej o równanu: f ( x) = a x + b Aby wyznaczyć optymalne współczynn a, b prostej posłużono sę metodą najmnejszych wadratów. Polega ona na mnmalzacj sumy wadratów różnc mędzy rzeczywstym pomaram odczytanym w olejnych puntach a ch wartoścam teoretycznym w tych puntach, oblczonym przy pomocy funcj f(x): odu, a węc taże te, tóre wyonano nad polem odowym felg, tórych wartośc ne są uwzględnane przy wyznaczanu bazy odnesena. Funcja Q(a,b) przyjmuje wartość mnmalną wtedy, gdy jej pochodne lczone względem parametrów a b są równe 0, tzn. (, ) da = 1 Pochodne te tworzą uład dwóch równań z dwema newadomym a b: a X + b = Y = 1 = 1 2 + = = 1 = 1 = 1 a X b X X Y Rozwązanem tego uładu jest: X Y X Y a = = 1 = 1 = 1 2 2 X X = 1 = 1 b = Y a X = 1 = 1 Wyznaczając następujące współczynn: = A X =1 = B Y =1 =1 2 = C X =1 D = X Y 2 2 = 1 = 1 Q( a, b) = ( Y f ( x )) = ( Y a X b ) otrzymuje sę: D A B a = C ( A) 2 gdze: to lczba pomarów, na podstawe tórych program wyznacza bazę (suma lczby początowych lczby ońcowych pomarów ze zboru pomarów przyjętych do dalszej analzy). Y to wartość pomaru w punce X, X to -ty punt pomarowy. W oblczenach numerycznych za wartość współrzędnych X aplacja przyjmuje numery puntów, tóre wyorzystano do wyznaczana bazy odnesena. Numeracja obejmuje wszyste pomary wyorzystywane do odczytu b = B a A 7. Bnaryzacja pomarów Kolejnym etapem algorytmu dentyfacj odu jest bnaryzacja pomarów, czyl zastąpene tablcy wartośc olejnych pomarów tablcą, tórej elementy mają wartość albo zero albo jeden (dalej tablca ta będze oreślana jao Pomary Automatya Robotya nr 2/2014 87
Naua BtowyObrazKodu[]). Wyonane bnaryzacj polega na wyznaczenu dla ażdego puntu pomarowego, czyl dla ażdego elementu tablcy pomarów, różncy mędzy odczytaną wartoścą pomaru a wartoścą bazy odnesena w tym punce. Różnca ta oreśla wysoość nerównośc felg w danym punce względem jej powerzchn bocznej. Ta oblczoną różncę aplacja porównuje z parametrem opsującym wysoość arbu. Jeśl różnca jest węsza nż wartość tego parametru, to danemu pomarow zostaje przypsana wartość 1, w przecwnym przypadu wartość 0. Bnaryzacja pomarów oraz dalsza analza jest wyonywana dwurotne dla bazy odnesena wyznaczonej metodą czterech stref dla bazy wyznaczonej metodą najmnejszych wadratów. Początowo za wartość parametru odnesena przyjmowano połowę wysoośc arbu. Rozwązane to dobrze sprawdzało sę w przypadu odów, tórych szczelny mędzy arbam znajdowały sę na pozome bocznej powerzchn felg. Ale ne dotyczyło to wszystch felg, poneważ w wynu zużyca form odlewnczych netóre pola odowe mały szczelny zarysowane newele ponżej werzchołów arbów. Dlatego dentyfacja odu felg jest wyonywana dwuetapowo. Perwsza próba jest realzowana przy stałej wartośc parametru odnesena równej połowe wysoośc arbu. Jeśl próba ne da rezultatu, wartość tego parametru jest zmenana w pętl programowej od 10 % do 90 % wysoośc arbu. Taa dwuetapowa dentyfacja pozwala srócć czas analzy przy parametrze odnesena równym 50 % wysoośc arbu prawdłowa dentyfacja odu ma mejsce w węszośc przypadów ne ma potrzeby wyonywana drugego etapu. 8. Fltrowane pomarów W wynu bnaryzacj pomarów do dalszej analzy aplacja wyorzystuje tablcę BtowyObrazKodu[] o elementach równych albo 0 albo 1. Teoretyczne grupy zer jedyne w tej tablcy pownny odpowadać szczelnom arbom pola odowego felg (rys. 6). Ale w pratyce zawartość tablcy mus być poddana jeszcze lu modyfacjom. Formy odlewncze ulegają naturalnemu zużycu, w wynu czego elementy pola odowego różną sę wymaram od formatu narzuconego przez frmę Numtec. Ponadto w procese technologcznym formy są oresowo porywane dodatowym środem ułatwającym wyjmowane odlewów. Środe ten powoduje zmanę chropowatośc powerzchn felg, a w onsewencj flutuacje wsazań sondy pomarowej. Dodatowym czynnem mającym wpływ na te flutuacje są drgana uładu pomarowego loalne załócające odczyty. Dlatego nformacja zawarta w tablcy BtowyObrazKodu[] mus zostać dodatowo przefltrowana. Fltrowane polega na: elmnacj pojedynczych jedyne jeżel element tablcy o ndese [] jest równy 1 a elementy [-1] [+1] są równe 0, to aplacja zmena wartość elementu o ndese [] na 0 ; elmnacj stref zer jeżel element tablcy o ndese [-1] jest równy 1, a element [] jest równy 0, to aplacja sprawdza ja szeroa jest strefa w tórej olejne elementy tablcy mają wartość 0. Jeśl szeroość strefy ne przeracza wartośc programowego parametru MasymalnaSzerooscZalocena, to przyjmuje sę, że wyn pomarów wyonanych w tym przedzale mogą być newarygodne, a węc ne odpowadają pomarom wyonanym nad szczelną odu. Dlatego aplacja odrzuca je, zmenając na 1 wartośc wszystch elementów tablcy BtowyObrazKodu[] należących do tego przedzału. Dośwadczalne ustalono, że optymalną wartoścą parametru MasymalnaSzerooscZalocena jest 8. Sposób fltracj dobrano dośwadczalne na podstawe analzy wynów pomarów zarejestrowanych podczas sanowana lu tysęcy odlewów. W wynu przeprowadzonej fltracj grupy zer jedyne w tablcy BtowyObrazKodu[] pownny już odpowadać odpowednm elementom pola odowego felg. Dla zaostrzena ryterów dentyfacj przyjęto założene oreślające mnmalną szeroość strefy jedyne zer pozwalających uznać dany fragment tablcy za obraz szeroego arbu, wąsego arbu, szczelny lub mejsca gdze bra wąsego arbu oznacza, że odpowedn bt odu ma wartość 0. Jeśl szeroość strefy jest mnejsza nż jej dopuszczalna wartość mnmalna, to aplacja uznaje, że dotychczasowa analza ne doprowadz do prawdłowej dentyfacj odu próbuje odczytać go nną metodą. 9. Identyfacja położena pola odowego ustalene gęstośc pomarów Identyfacja położena pola odowego wewnątrz tablcy BtowyObrazKodu[] polega na ustalenu wartośc ndesów dwóch elementów tej tablcy, z tórych perwszy jest początem srajnego lewego szeroego arbu referencyjnego, a drug ońcem srajnego prawego szeroego arbu referencyjnego. Jeśl tablca ta jest n-elementowa, to zwęszając w pętl programowej ndes od 0 do (n-1) należy oreślć: mnmalną wartość ndesu mn, dla tórego element BtowyObrazKodu[ mn 1] ma wartość 0, a element BtowyObrazKodu[ mn ] wartość 1 (począte srajnego lewego arbu referencyjnego), masymalną wartość ndesu max, dla tórego element BtowyObrazKodu[ max ] ma wartość 1, a element BtowyObrazKodu[ max + 1] wartość 0 (onec srajnego prawego arbu referencyjnego). Mając wyznaczone położene pola odowego, można ustalć gęstość pomarów, tzn. lczbę wyonanych pomarów na mlmetr długośc pola odowego. Jest ona równa: [( max mn + 1)/106] dla odu FelgenCode w wersj V1.3, [( max mn + 1)/131] dla odu FelgenCode w wersj V3.0. 88
Lczby 106 131 są szerooścą danego pola odowego wyrażoną w mlmetrach. Poneważ szeroośc arbów szczeln (wyrażone w mlmetrach) zostały ścśle oreślone przez frmę Numtec (rys. 2), toteż znając gęstość pomarów można oreślć: średne wartośc szeroośc tych elementów wyrażone w lczbe pomarów, orentacyjne położene początów środów arbów wewnątrz tablcy BtowyObrazKodu[] oreślone przez odpowedne wartośc ndesów tej tablcy. 10. Identyfacja wystąpena poszczególnych arbów odu Obecność arbu lub jego bra oznacza, że odpowadający mu bt odu ma wartość odpowedno 1 lub 0. Aplacja omputerowa dentyfuje wystąpene arbu lub jego bra przy pomocy dwóch metod: Metoda 1 Metoda polega na zwęszanu ndesu wsazującego olejne elementy tablcy BtowyObrazKodu[], a następne rejestrowanu, czy dla atualnej wartośc tego ndesu nastąpła zmana taa, że: BtowyObrazKodu[ 1] jest równy 0, BtowyObrazKodu[] jest równy 1. Jest to poszuwane zbocza narastającego, będącego początem arbu. Jeśl aplacja wyryje taą zmanę, to na podstawe wartośc ndesu oraz wymarów pola odowego ustalane jest, tóremu btow odu może odpowadać wyryty arb. Metoda ta jest jedna mało suteczna w przypadu felg wyonanych za pomocą zużytych form odlewnczych, tórych ody mają taą wartość, że odpowadające m arby bezpośredno sąsadują ze sobą. W tach przypadach arby często oddzela od sebe szczelna nepełnowymarowa, ale wąse zarysowane, tórego obraz w tablcy BtowyObrazKodu[] zostaje dodatowo zatarty wsute elmnacj stref zer podczas fltrowana. Metoda 2 Metoda polega na wyznaczenu tach wartośc ndesów tablcy Btowy- ObrazKodu[], tóre teoretyczne wsazują na elementy odpowadające pomarom wyonanym w poblżu środa arbu lub środa mejsca, gdze na polu odowym arb może wystąpć. Po wyznaczenu taego ndesu pozostaje tylo odczytać wartość elementu BtowyObrazKodu[] ( 0 lub 1 ) oraz zweryfować szeroość strefy zer lub jedyne woół nego. Suteczność tej metody w znacznym stopnu zależy od utrzymana stałej prędośc obrotu ramena z głowcą pomarową oraz doładnośc, z jaą wyznaczono położene pola odowego. 11. Warygodność suteczność odczytu Przedstawone sposoby dentyfacj odu felg wymagają zrealzowana dużej lczby programowych teracj wyonywanych ze zmenającym sę wartoścam różnych parametrów. Naturalnym pytanem jest, czy przy pewnych ombnacjach parametrów aplacja może sygnalzować prawdłowy odczyt, mmo że zdentyfowany od ne odpowada temu, ja fatyczne znajduje sę na powerzchn odlewu. Odpowedź jest twerdząca, ale tae przypad są suteczne elmnowane na drodze dodatowej weryfacj: format FelgenCode w wersjach V1.3 V3.0 defnuje dodatowe elementy pola odowego, tóre ne są an arbam referencyjnym an ne odpowadają poszczególnym btom samego odu, ale oreślają sumę ontrolną wyznaczaną na podstawe wartośc tych btów (jest ona różne lczona w zależnośc od wersj odu), w trace uruchamana stanowsa użytowncy zasugerowal wprowadzene możlwośc tworzena zboru numerów felg produowanych podczas danej zmany (zwyle dotyczyło to o. 15 rodzajów). Jeśl odczytany numer felg ne należy do tego zboru, to mmo prawdłowego odczytu taa felga jest tratowana jao odlew bez zdentyfowanego odu. Oprogramowane mroontrolera AVR ATmega88 od chwl uruchomena włączena stanowsa do ln technologcznej dobrze radzło sobe z wyrywanem początów pól odowych odlewów ne wymagało dodato- Rys. 7. Oeno dalogowe do defnowana ombnacj sygnałów dwustanowych do współpracy z lną technologczną Fg. 7. Dalog box for defnng combnatons of output sgnals for controllng process Lne Pomary Automatya Robotya nr 2/2014 89
Naua wych poprawe, nawet po wprowadzenu FelgenCode w wersj V3.0. Podobne było z programem sterowna Semens S7-200. Klarotnym modyfacjom poddawano aplację omputera PC dentyfującą wartość odu. Netóre z modyfacj były wyonywane jao dodatowe zlecena (obsługa odów w wersj V3.0, sporządzane statysty producj, bloowane dostępu do netórych funcj przy pomocy hasła td.), zawsze jedna przy oazj dosonalono algorytmy odczytu. Taże Dzał Utrzymana Ruchu Załadów ATS dążył do poprawana jaośc odów odlewanych na powerzchn felg wymusł, że na stanowso odczytu rzadzej trafają felg z nadlewam utrudnającym ch pozycjonowane względem os obrotu ramena z głowcą pomarową. Podczas olejnej modernzacj użytowncy, wyorzystując własne obserwacje, poprawl sposób mechancznego pozycjonowana odlewów w trace wyonywana pomarów. Wszysto to doprowadzło do uzysana sutecznośc odczytu oscylującej w grancach 99 %. 12. Współpraca stanowsa odczytu z lną technologczną Dodatowego omówena wymaga sposób generowana sygnałów o wyrytym odze felg do urządzena zewnętrznego, w tym przypadu do uładu wyboru wyrojna. W tym celu wyorzystano sześć wyjść dwustanowych z arty WE-WY omputera PC, przy czym pęć z nch przeazuje nformację o wyborze wyrojna, a szósty jest sygnałem potwerdzającym (jest to rozwązane mocno nadmarowe, poneważ ontrat na budowę stanowsa przewdywał sterowane wyborem tylo czterech wyrojnów). Aplacja omputera PC pozwala na zdefnowane do 30 ombnacj tych sygnałów wyjścowych oraz dodatowych dwóch ombnacj, tóre sygnalzują błąd sanowana przejazd bez wyboru wyrojna. Kombnacje te można przeglądać, edytować zapamętywać w testowej baze danych za pomocą (rys. 7) ona dalogowego: Inne oeno dalogowe (rys. 8) pozwala przyporządować feldze o wsazanym odze numer ombnacj sygnałów wyboru wyrojna oraz dodatowy omunat testowy, tóry jest wyśwetlany po wyrycu danej felg (rys. 9). Korzystając z tego oena można też włączać lub Rys. 8. Oeno dalogowe do obsług bazy danych felg Fg. 8. Dalog box for car s wheels data base operate usuwać felg z asortymentu felg produowanych podczas danej zmany producyjnej. Ustawena wyonane za pomocą oene dalogowych (rys. 7 8) można zapamętywać w testowej baze danych. Sposób sterowana uładem wyboru wyrojna na podstawe nformacj zapamętanych w plach testowych pozwala unnąć modyfacj samej aplacj w marę zmany asortymentu producj felg, poneważ stosowne zmany należy wprowadzać tylo do odpowednch baz danych. 13. Inne funcje realzowane przez aplację Stanowso dentyfacj odów felg zamontowano na jedynym transporterze mędzy odlewną a dalszą częścą ln technologcznej. Są węc na nm sanowane wszyste wyproduowane odlewy za wyjątem tych, tóre uprzedno ne przeszły testów zwązanych z badanem ch strutury promenam rentgenowsm. Mejsce to jest dobrym puntem do zberana nformacj o statystyce producj pod warunem, że saner dzała nezawodne, a nezawodność tę operatorzy mogą łatwo zweryfować. Aplacja już od perwszej wersj umożlwała nezależną rejestrację w baze danych MS Access oraz w plu testowym odczytanych odów felg oraz odów błędów sanowana. Celem tej rejestracj było zberane nformacj na temat najczęścej występujących błędów odczytu dla ch elmnowana z realzowanego algorytmu. Z czasem oazało sę, że funcja ta może służyć jao wsaźn poprawnego dzałana samego stanowsa. Pogorszene 90
2. Głuszows T., Arusze alulacyjne przyłady zastosowań, trc, rucz, Wydawnctwo Broer, Łódź 1993. 3. Mcrosoft Vsual C++ 6.0 MFC Lbrary Refe re n ce, Mcrosoft Press 1998. 4. Bates J., Tompns T., Poznaj Vsual C++, Wydawnctwo MIKOM, 1999. 5. Petzold Ch., Programowane Wndows, Wydawnctwo RM, Warszawa 1999. Rys. 9. Główne ono aplacj do odczytu odów felg Fg. 9. Man dalog box of PC applcaton for scannng car s wheels codes sutecznośc sanowana wsazuje, że stanowso wymaga przeglądu mechan, oczyszczena głowcy pomarowej lub, że pojawają sę felg o neczytelnym odze. Dlatego przy oazj olejnej modernzacj oprogramowana dołączono funcję prezentacj atualnej statysty błędów sanowana w głównym one dalogowym aplacj (rys. 9). W ramach olejnej modernzacj zrealzowano funcję umożlwającą zlczane wszystch felg zdentyfowanych na stanowsu podczas 8-godznnej zmany z podzałem na poszczególne numery. Podczas ażdej zmany aplacja rejestruje wszyste sanowane felg, a po jej zaończenu tworzone jest ońcowe zestawene le felg oznaczonych danym odem zdentyfowano poprawne oraz na lu felgach od ne został prawdłowo odczytany. Statystyę tę aplacja zapsuje w postac arusza alulacyjnego w formace MS Excel oraz plu testowego na dysu twardym loalnego omputera. Pl te, oznaczone nazwą nawązującą do daty numeru zmany producyjnej, są dostępne w loalnej sec LAN. Aplacja omputera PC stanowsa umożlwa taże rejestrowane przeglądane nformacj dotyczącej pomarów laserowym czujnem odległośc oraz badane sutecznośc algorytmów odczytu odu felg w zależnośc od różnych czynnów zewnętrznych. Bblografa 1. Lnn J.W., Metoda najmnejszych wadratów teora opracowywana nformacj, Państwowe Wydawnctwo Nauowe, Warszawa 1962. Scannng and decodng car s wheels codes durng producton process Abstract: Ths artcle presents staton for scannng codes of car s wheels, whch was bult by Industral Research Insttute for Automaton and Measurements PIAP for ATS plant n Stalowa Wola. It ncludes nformaton about algorthms used for dentfcaton and dscusses some problems durng realzaton of ths wor. Keywords: FelgenCode, laser dstance sensor, least square method, PC computer applcaton Artyuł recenzowany, nadesłany 13.12.2013, przyjęty do druu 28.01.2014. mgr nż. Jace Dunaj W 1980 r. uończył studa na Wydzale Eletrycznym Poltechn Warszawsej, od 1985 r. jest zatrudnony w Przemysłowym Instytuce Automaty Pomarów PIAP. Specjalzuje sę w programowanu różnego rodzaju sprzętu: mroprocesorów, ontrolerów, sterownów robotów przemysłowych, systemów wzyjnych a taże omputerów PC programowanych w języu asemblera C/C++ w środowsu różnych systemów operacyjnych. Współautor oprogramowana dla lu urządzeń opracowanych w PIAP, a taże welu wdrożeń przemysłowych, w szczególnośc wymagających współpracy ze sobą lu różnych urządzeń automaty wyorzystana oprogramowana burowego (baz danych, aruszy alulacyjnych). e-mal: jdunaj@pap.pl Pomary Automatya Robotya nr 2/2014 91