Machine vision system for dimension verification of injection moulded parts
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-08-19
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
63
Series
Abstract
Companies, including small and medium enterprises, must maintain a high efficiency level on both equipment and processes to manage in today’s market. The objective in this work was increasing the usability of an automated assembly machine, assembling injection moulded components. Through a systematic investigation a critical challenge to two reoccurring failures is recognised to be variation in component dimensions. After the cause is found, both similar and other variations in injection moulded parts’ properties are found to be common in the literature, further testifying the challenge’s suspected cause’s conformity. After reviewing the subject machine vision for measurement in the literature, as a solution to the varying dimensions a machine vision measurement system is proposed. Utilizing cost-effective, basic equipment like a 2.3-megapixel, CMOS, area scan camera, a 25 mm fixed focal length lens and a backlight, a setup for dimension inspection of injection moulded components is developed. Further, the software acquiring, pre-processing and processing the images is developed in the Python programming language, utilizing open-source libraries like OpenCV. A calibration process and the system performance are tested, through various tests including a repeatability test and by measuring a series of products. Also, an evaluation of the system’s uncertainty is performed, to which the repeatability is added. Reviewing the results from testing the system’s performance assures the suitability of the machine vision measurement system, with minor upgrades, for inspecting the injection moulded parts’ dimensions. For the best performing dimension, a repeatability of 0.011 mm is achieved, and the total expanded uncertainty for the dimension is evaluated to be 0.0331 mm. Ensuring such results, is aided by an achieved stable calibration result. Moreover, the developed system reaches similar level of performance as other systems in the literature. This system enables the examination of complex injection moulded objects and an increase the reliability of the quality inspection.Företag, inkluderande små och medelstora företag, måste idag upprätthålla en hög effektivitet för både utrustning och processer, för att klara sig på dagens marknad. Syftet med detta arbete är att öka användbarheten av en automatiserad monteringsmaskin, son monterar formsprutade komponenter. Genom en systematisk analys upptäcktes att orsaken till en kritisk utmaning i maskinen är komponenters dimensions varians. Efter att orsaken hittades, upptäcktes i litteraturen att liknande varians och även andra varierande egenskaper förekommer i allmänhet hos formsprutade komponenter, vilka ytterligare vittnar om den misstänkta orsakens överensstämmelse. Efter en granskning av ämnet maskinvisions mätning i litteraturen, föreslås ett maskinvisions mätningssystem som lösning på de varierande dimensionerna hos de formsprutade komponenterna. Genom att använda grundläggande och kostnads-effektiv utrustning, som en 2,3 megapixels, CMOS ka-mera för områdesskanning, ett objektiv med 25 mm brännvidd och en bakgrundslampa, utvecklas ett system för verifiering av dimensioner hos de formsprutade komponenterna. För att utveckla mjukvaran som förvärvar, förbehandlar och bearbetar bilderna, används Python programmeringsspråket och bibliotek med öppen källkod, som OpenCV. En kalibreringsprocess, samt systemets prestanda prövas enligt olika tester inkluderande ett repeterbarhetstest och mätning av en serie produkter. Även systemets mätosäkerhet utvärderades, till vilken dess repeterbarhet adderades. Vid granskning av resultaten från testerna försäkras systemets lämplighet, efter små uppgraderingar, för mätning av formsprutade komponenters mått. För mätningen av det bästa presterande måttet, uppnåddes en repeterbarhet på 0,011 mm och den totala expanderade mätosäkerheten för måttet utvärderades till 0,0331 mm. De uppnådda stabila kalibreringsresultaten hjälpte att garantera de goda resultaten. Dessutom är det utvecklade systemets prestation på samma nivå som andra liknande system i litteraturen. Med detta system möjliggörs granskning av komplexa formsprutade objekt med djup och en förhöjning av kvalitetsgranskningens tillförlitlighet.Description
Supervisor
Kuosmanen, PetriThesis advisor
Malmgren, TeroKeywords
machine vision, non-contact measurement, camera calibration, injection moulding, automated assembly