سیستم‌های بینایی ماشین (Vision Sensors) در خطوط تولید سری، نقشی حیاتی در کنترل کیفیت، بازرسی قطعات و موقعیت‌یابی دقیق دارند. خرابی یا کاهش دقت این سنسورها می‌تواند منجر به توقف خط، افزایش ضایعات و کاهش راندمان شود. نگهداری پیشگیرانه و کالیبراسیون منظم، کلید حفظ عملکرد بهینه آن‌هاست.
۱. عوامل محیطی تأثیرگذار بر عملکرد سنسورهای بینایی
دقت سنسورهای بینایی ماشین عمدتاً تحت تأثیر شرایط محیطی سخت خطوط تولید است.
الف) آلودگی لنز و محافظ سنسور
- ذرات معلق: گرد و غبار، براده‌های فلزی (در صنایع فلزکاری) و پودرهای چوبی/پلاستیکی باعث تار شدن تصویر و کاهش وضوح لبه‌ها می‌شوند.
- پاشش مایعات: روغن، گریس، آب یا مواد خنک‌کننده (Coolants) می‌توانند لایه‌ای روی لنز ایجاد کنند که تمرکز (Focus) سنسور را از بین می‌برد.
- مشکل: آلودگی لنز، عامل اصلی خطاهای بازرسی است که سنسور را وادار به اعلام خرابی قطعه سالم می‌کند (خطای نوع II).
ب) تغییرات سیستم روشنایی (Illumination)
- کاهش شدت نور: با گذشت زمان، عمر مفید لامپ‌های LED یا Halo Lights (نورپردازی حلقوی) کاهش یافته و شدت نور پس‌زمینه کم می‌شود.
- نور محیطی: ورود نور محیطی ناخواسته (مانند نور خورشید یا چراغ‌های کارگاهی) به محفظه سنسور، باعث ایجاد سایه‌ها یا درخشش‌های کاذب شده و پایداری تصویر را به هم می‌زند.
- مشکل: نور ناکافی یا ناپایدار، باعث می‌شود سیستم نتواند کنتراست لازم برای تشخیص ویژگی‌های قطعه را فراهم کند.
۲. استراتژی‌های نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance)
نگهداری پیشگیرانه باید شامل رویکردهای مکانیکی و نرم‌افزاری باشد.
الف) تمیزکاری و حفاظت مکانیکی
- تمیزکاری منظم لنز:
- ابزار مناسب: از پارچه‌های مخصوص لنز (Microfiber) یا سواب‌های آغشته به محلول‌های تمیزکننده لنز اپتیکال استفاده کنید.
- هشدار: هرگز از حلال‌های خشن یا پارچه‌های معمولی استفاده نکنید، زیرا ممکن است لایه‌های ضدبازتاب (Anti-Reflective Coating) لنز را از بین ببرند.
- کنترل فشار هوا: در محیط‌های بسیار آلوده، استفاده از یک سیستم پرده هوایی (Air Purge System) ضروری است. این سیستم با ایجاد یک جریان هوای تمیز کم‌فشار در جلوی لنز، از نشستن گرد و غبار جلوگیری می‌کند.
- بررسی اتصالات و کابل‌ها: اتصالات کابل‌های اترنت و کابل‌های قدرت سنسور را به طور منظم برای شل شدگی یا آسیب‌دیدگی (به دلیل لرزش یا کشش) بررسی کنید.
ب) مدیریت روشنایی
- نظارت بر عمر LED: در سیستم‌های پیشرفته، شدت نور LEDها باید به صورت دورهای توسط نرم‌افزار سنسور بررسی و در صورت کاهش شدید، ماژول روشنایی جایگزین شود.
- ایزوله‌سازی نور محیط: در صورت امکان، از محفظه‌های بسته یا سپرهای نوری برای جلوگیری از تأثیر نور محیطی بر ناحیه بازرسی استفاده کنید.
۳. تکنیک‌های کالیبراسیون و تعمیر تخصصی
کالیبراسیون منظم پارامترها و بازرسی سلامت نرم‌افزاری، راندمان را حفظ می‌کند.
الف) کالیبراسیون هندسی و فوکوس
- کالیبراسیون لنز (Lens Calibration): اگر سنسور جابه‌جا شده یا لنز آن تعویض شده باشد، باید تبدیل مختصات (Coordinate Transformation) مجدداً کالیبره شود. این کار با استفاده از یک الگوی کالیبراسیون استاندارد (Calibration Target) (مانند الگوی شطرنجی) انجام می‌شود تا اعوجاج لنز از بین برود.
- تنظیم مجدد فوکوس: فوکوس باید به صورت دورهای چک شود، به خصوص اگر سنسور برای مدت طولانی در معرض لرزش بوده است. تنظیم دقیق فوکوس (سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری) تضمین می‌کند که ویژگی‌های قطعه در وضوح کامل قرار دارند.
ب) تعمیر و بازسازی نرم‌افزاری
- تهیه نسخه پشتیبان (Backup): قبل از هر تعمیر یا سرویس بزرگ، حتماً از پارامترهای بازرسی و برنامه‌های سنسور نسخه پشتیبان بگیرید. این کار زمان از دست رفته پس از خرابی PLC یا سنسور را به شدت کاهش می‌دهد.
- تنظیم مجدد آستانه (Threshold Adjustment): اگر پس از تمیزکاری، سیستم همچنان خطای بیش از حد می‌دهد، ممکن است آستانه‌های نرم‌افزاری تشخیص (مانند سطح خاکستری یا شدت کنتراست) نیاز به تنظیم مجدد داشته باشند تا با وضعیت جدید و تمیز لنز مطابقت پیدا کنند.
ج) رفع خطای پایداری (Jitter)
اگر تصویر سنسور در زمان‌های مختلف اندکی جابه‌جا می‌شود (حتی در حد پیکسل)، نشان‌دهنده خطای پایداری است.
- علت: لرزش خط تولید، شل بودن نصب فیزیکی سنسور، یا خطای زمان‌بندی (Timing) بین PLC و سنسور.
- راهکار: بررسی مجدد بست‌های محکم‌کننده سنسور و بررسی خط فرمان Trigger (ماشه) از PLC برای اطمینان از ارسال دقیق پالس Trigger.
