EN
اخبار
بازرسی نهایی نقصهای سر سیلندر: بینایی خطی برای سطوح آببندی و پایینی
مرور کلی
پس از ماشینکاری، سر سیلندرها نیازمند یک بازرسی نهایی کیفیت هستند قبل از ترک خط تولید و ورود به انبار یا مونتاژ. مناطق کلیدی بازرسی شامل سطح آببندی درپوش سر سیلندر، سطوح تکیهگاه پیچ و سطح پایینی سر سیلندر میباشند.
راهحل بازرسی انتهای خط سر سیلندر شرکت بیگ برد اینداستریال، ترکیبی از دوربین اسکن خطی ۸ کیلوپیکسلی، دوربین اسکن ناحیهای، روشنایی اختصاصی و موقعیتیابی رباتیک همکار است تا خراشها، نقصهای برجسته، فرورفتگیها، ترکها و علامتهای ضربهای را در سراسر سطوح ماشینکاریشده حیاتی بررسی کند.
چرخهٔ بازرسی منتشرشدهٔ سیستم مورد اشاره، ۳٫۵ دقیقه به ازای هر قطعه کار است و چرخهٔ واقعی را میتوان مطابق با طراحی سر سیلندر و نیازهای بازرسی تنظیم کرد.
۱. چرا بازرسی پایان خط سر سیلندر بر روی سطوح آببندی متمرکز است
مرحلهٔ بازرسی پس از ماشینکاری و قبل از خروج سر سیلندر از خط تولید، یک نقطهٔ کنترل نهایی کیفیت بسیار مهم است.
در کاربرد مورد اشاره، سه ناحیه اصلی اهداف اصلی بازرسی هستند:
- سطح آببندی درپوش سر سیلندر
- سطوح تکیهگاه پیچهای سر سیلندر
- سطح پایینی سر سیلندر
این نواحی ویژگی مهمی مشترک دارند: سطوح تماس، نصب یا آببندی هستند که باید در هنگام مونتاژ بهدرستی با واشرها، درپوشها یا بلوک موتور جفت شوند.
حتی نقصهای سطحی نسبتاً کوچک نیز ممکن است بر شرایط تماس بین اجزای جفتشده تأثیر بگذارند.
نقصهای برجسته نیازمند توجه ویژهتری هستند
در میان انواع مختلف عیوب، عیوب برجستهمانند برآمدگیهای شبیه به لبههای تیز یا تجمع محلی مواد نیازمند توجه ویژهای هستند.
برخلاف فرورفتگی که باعث ایجاد فرورفتگی محلی میشود، یک عیب برجسته ممکن است در حین مونتاژ نقطهای برجسته و محلی ایجاد کند. هنگامی که پیچها سفت میشوند، این امر ممکن است منجر به بارگذاری نامتعادل محلی و در نتیجه تأثیر بر فشردگی واشر شود.
به همین دلیل، معیارهای بازرسی باید ارتفاع، اندازه و مکان قابل قبول عیوب برجسته را بهطور واضح بر اساس نیازمندیهای مهندسی مشتری تعریف کنند.
۲. راهحل بازرسی: دوربین خطی ۸K + دوربین منطقهای
سیستم بازرسی سر سیلندر اشارهشده از ترکیب دو رویکرد تصویربرداری برای تطبیق با هندسههای مختلف بازرسی استفاده میکند.
سطح آببندی درپوش سر سیلندر
سطح آببندی از نظر موارد زیر بازرسی میشود:
- خطها
- عیوب برجسته
- فرورفتگیها
- ترک
- نشانههای ضربه
از آنجا که ناحیه آببندی بلند و نسبتاً باریک است، از دوربین خطی ۸K همراه با منبع نور اختصاصی خطی استفاده میشود.
به جای ثبت کل ناحیه در یک تصویر متعارف، دوربین اسکن خطی سطح را خط به خط ثبت میکند در حالی که قطعه کار و دوربین نسبت به یکدیگر حرکت میکنند.
این ویژگی باعث میشود که تصویربرداری اسکن خطی بهویژه برای نواحی بازرسی بلند و پیوسته مناسب باشد.
سطوح تکیهگاه پیچها
سطوح تکیهگاه پیچ سر سیلندر از نظر موارد زیر بازرسی میشوند:
- خطهای سطحی
- ترک
- نشانههای ضربه
این نواحی با استفاده از پیکربندی بینایی اسکن ناحیهای بازرسی میشوند.
سطح پایینی سر سیلندر
سطح پایینی از نظر موارد زیر بازرسی میشود:
- خطها
- ترک
- نشانههای ضربه
- نقصها در نواحی مشخصشده نوار آببندی
ناحیه بازرسی را میتوان مطابق هندسه واقعی سر سیلندر و معیارهای کیفی تعریفشده توسط مشتری تنظیم کرد.
۳. پیکربندی سختافزار
این سیستم، تصویربرداری با اسکن خطی با وضوح بالا را با تصویربرداری معمولی با اسکن ناحیهای ترکیب میکند.
سیستم تصویربرداری
- دوربین اسکن خطی ۸ کیلوپیکسلی: ۱ دستگاه
- دوربین اسکن ناحیهای ۱۲ مگاپیکسلی: ۱ دستگاه
- منبع نور اسکن خطی: ۱ مجموعه
- نور حلقهای: ۱ مجموعه
دوربین اسکن خطی ۸ کیلوپیکسلی عمدتاً برای سطح درزبندی بلند استفاده میشود، در حالی که دوربین اسکن ناحیهای ۱۲ مگاپیکسلی سایر نواحی بازرسی را پوشش میدهد.
موقعیتیابی رباتیک
رباتهای همکار را میتوان با استفاده از برندهای زیر پیکربندی کرد:
- رباتهای اِلیت
- سیاسون
- هانز روبوت
- جکا
این ربات سیستم تصویربرداری را در مکانهای مختلف بازرسی بر اساس مسیر برنامهریزیشده بازرسی در جای مناسب قرار میدهد.
عملکردهای بینایی و داده
این سیستم شامل موارد زیر است:
- خواندن کد
- بازرسی بینایی ماشینی
- الگوریتمهای یادگیری عمیق
- پیگیری بازرسی
- تحلیل دادهها
- مشاهده از راه دور
این امکان را فراهم میکند که نتایج بازرسی با قطعات جداگانه مرتبط شده و برای تحلیل کیفیت در مراحل بعدی ذخیره شوند.
۴. مشخصات فنی
مشخصات زیر بر اساس اطلاعات محصول منتشرشده عمومی برای سیستم مورد اشاره است.
| آیتم | مشخصات فنی |
|---|---|
| کاربرد | خودروهای تجاری و خودروهای سواری، از جمله خودروهای انرژی نو |
| قطعات کار | اجزای سیستم توانرسانی انرژی نو؛ اجزای سیستم توانرسانی دیزلی و بنزینی |
| دورهٔ بازرسی منتشرشده | ۳٫۵ دقیقه |
| دوربین اسکن خطی | ۸ کیلوپیکسل در ۱ |
| دوربین اسکن منطقهای | ۱۲ مگاپیکسل در ۱ |
| نور اسکن خطی | 1 ست |
| نور حلقهای | 1 ست |
| کامپیوتر صنعتی | ادوانتک |
| گزینههای ربات | الیت، سیاسون، هانز روبات، جاکا |
| فناوری بازرسی | بینایی ماشینی بههمراه یادگیری عمیق |
| عملکرد | خواندن کد، بازرسی، ردیابی، تحلیل دادهها و مشاهده از راه دور |
چرخه ۳٫۵ دقیقهای ارزش کاربردی منتشرشدهای است. زمان چرخهٔ واقعی باید بر اساس هندسه قطعه کار، نواحی بازرسی، حرکت ربات، نیازهای جمعآوری تصویر و پردازش آن محاسبه شود.
۵. چرا از دوربین اسکن خطی برای سطوح درزبندی سر سیلندر استفاده میشود؟
ویژگی کلیدی این راهحل، استفاده از دوربین اسکن خطی ۸ کیلوپیکسلی به جای اتکا کامل به دوربینهای اسکن منطقهای است.
سطح درزبندی معمولاً ناحیهای بلند و باریک برای بازرسی است. با دوربین اسکن منطقهای، سیستم ممکن است نیاز داشته باشد بخشهای متعددی را ثبت کند و تصاویر را به هم متصل کند.
این امر میتواند نیازهای اضافی زیر را ایجاد کند:
- موقعیتیابی دوربین
- اتصال تصاویر
- ناحیههای همپوشانی
- ثبات روشنایی
- زمان چرخه بازرسی
اما دوربین اسکن خطی سطح را بهصورت پیوسته و خط به خط ثبت میکند، در حالی که قطعه کار نسبت به سیستم تصویربرداری حرکت میکند.
برای این نوع سطح پیوسته، عامل مهم صرفاً تعداد مگاپیکسلهای دوربین نیست. روش تصویربرداری باید با هندسه و حرکت ناحیه بازرسی هماهنگ باشد.
بنابراین یک دوربین اسکن خطی ۸K میتواند رویکردی کارآمد برای سطوح درزبندی بلند فراهم کند که در آنها کسب تصاویر پیوسته با وضوح بالا ضروری است.
۶. ملاحظات کلیدی در انتخاب
۶٫۱ تثبیت حرکت نسبی
تصویربرداری اسکن خطی به حرکت نسبی بین دوربین و قطعه کار حساس است.
در طول طراحی سیستم، پروژه باید موارد زیر را ارزیابی کند:
- پایداری سرعت نقاله یا موقعیتیابی
- پایداری حرکت ربات
- دقت موقعیتیابی قطعه کار
- فاصله دوربین تا قطعه کار
- هماهنگسازی بین حرکت و کسب تصویر
حرکت ناپایدار میتواند بر مقیاسبندی تصویر و یکنواختی بازرسی تأثیر بگذارد.
۶٫۲ کمّیسازی معیارهای نقص برجسته و فرو رفته
اصطلاحاتی مانند «نقص برجسته» یا «برآمدگی» بهعنوان معیارهای پذیرش مهندسی کافی نیستند.
مشخصات بازرسی باید آستانههای قابل اندازهگیری را تعریف کند، از جمله:
- ارتفاع نقص
- عمق نقص
- مساحت نقص
- طول نقص
- مکان نقص
نمونههای نمایندهٔ معتبر (OK) و نامعتبر (NG) نیز باید برای آموزش و اعتبارسنجی الگوریتم تهیه شوند.
۶٫۳ تعریف دقیق ناحیهٔ بازرسی نوار آببند
نوار آببند ناحیهٔ بازرسی بسیار حیاتی است.
مرزهای آن باید بهصورت شفاف در نرمافزار دید ماشین تعریف شوند تا:
- نقصهای مرتبط از قلم نیفتند
- مناطق غیرحیاتی باعث هشدارهای اضافی نشوند
- ویژگیهای لبه بهاشتباه بهعنوان نقص طبقهبندی نشوند
۶٫۴ برنامهریزی مسیر ربات برای مدلهای مختلف سر سیلندر
اگر مدلهای مختلف سر سیلندر از یک خط تولید مشترک استفاده کنند، مسیر بازرسی ربات باید برای هر مدل تنظیم شود.
بنابراین پروژه باید موارد زیر را ارزیابی کند:
- شناسایی مدل
- تغییر خودکار برنامه
- زمان تغییر مسیر ربات
- موقعیتیابی دوربین
- تفاوتهای ناحیه بازرسی
- گسترش مدلهای آینده
۷. بینایی مبتنی بر یادگیری عمیق برای بازرسی سطوح ماشینکاریشده
سطوح سر سیلندر ماشینکاریشده ممکن است حاوی نقصهایی با اشکال، ابعاد و ویژگیهای بصری متفاوت باشند.
سیستم مورد ارجاع، بینایی ماشین را با الگوریتمهای بازرسی مبتنی بر یادگیری عمیق ترکیب میکند و امکان پیکربندی نواحی بازرسی و معیارهای نقص متناسب با قطعه کار را فراهم میسازد.
در یک پروژه عملی، عملکرد الگوریتم بهطور قابلتوجهی به کیفیت و تعداد نمونههای آموزشی و اعتبارسنجی وابسته است.
کتابخانه نمونهها باید شامل نمونههای نمایندهای از موارد زیر باشد:
- خطها
- ترک
- فرورفتگیها
- عیوب برجسته
- نشانههای ضربه
- ویژگیهای ماشینکاری عادی
- تغییرات سطحی که نباید بهعنوان نقص طبقهبندی شوند
این امر بهویژه در سطوح آببندی اهمیت دارد، جایی که ویژگیهای ماشینکاری معتبر و نقصهای واقعی ممکن است از نظر بصری ویژگیهای نسبتاً مشابهی داشته باشند.
۸. قابلیتهای بازرسی بینایی ماشینی شرکت بیگ برد اینداستریال
شرکت هاربین بیگ برد اینداستریال محدوده (بیگ برد اینداستریال)، که پیشتر با نام شرکت هاربین شیمادا بیگ برد اینداستریال محدوده فعالیت میکرد، راهحلهای یکپارچهی تمیزکاری صنعتی دقیق و بینایی ماشینی را برای کاربردهای خودروسازی و تولید دقیق ارائه میدهد.
کسبوکار بینایی ماشینی این شرکت شامل شش حوزهی تخصصی است:
- اورینت سی — بازرسی ابعادی و هندسی
- سرفیس سی — بازرسی نقصهای سطحی
- اسمبلی سی — بازرسی مونتاژ و پوکا-یوکه
- اینر سی — بازرسی سوراخها و دیوارههای داخلی
- پِینت سی — بازرسی نقصهای سطح رنگ
- الگوریتم و پلتفرم نرمافزاری — الگوریتمها و نرمافزارهای بینایی ماشینی
برای سر سیلندرهای ماشینکاریشده، سیستم سرفیس سی میتواند برای بازرسی سطوح آببندی، سطوح تکیهگاهی و سایر نواحی ماشینکاریشده طبق معیارهای نقص مشتری و ریتم تولید تنظیم شود.
این تجهیزات همچنین میتوانند با عملکردهای خواندن کد و ردیابی ادغام شوند تا نتایج بازرسی به قطعات جداگانه متصل شوند.
پرسشهای متداول
چرا از دوربین خطی به جای دوربین منطقهای استفاده میشود؟
سطح آببندی سر سیلندر ناحیهای نسبتاً بلند و پیوسته برای بازرسی است. ممکن است دوربین منطقهای برای پوشش کامل این ناحیه نیازمند چندین تصویر و درزکردن تصاویر باشد.
دوربین خطی سطح را بهصورت پیوسته در حین حرکت قطعه ثبت میکند؛ بنابراین برای سطوح بلند و نوارمانند که در آنها تصویربرداری یکنواخت و پوشش پیوسته اهمیت دارد، مناسب است.
چرا نقصهای برجسته بهویژه در سطوح آببندی حائز اهمیتاند؟
یک نقص برجسته میتواند نقطهای بالاتر را بین دو سطح در تماس ایجاد کند. در فرآیند مونتاژ، این امر ممکن است منجر به فشردهشدن نامساوی واشر یا بارگذاری موضعی شود.
آستانهٔ واقعی پذیرش باید از نیازهای مهندسی مشتری تعیین شود و با استفاده از نمونههای نمایندهٔ «قبول» و «رد» تأیید گردد.
آیا چرخهٔ بازرسی سه دقیقه و نیم برای خط ماشینکاری بیش از حد کند است؟
کاربرد اشارهشده بهعنوان فرآیند بازرسی در انتهای خط مطرح شده است؛ بنابراین، تاکت آن لزوماً نباید با چرخهٔ ماشینکاری هر عملیات بالادستی هماهنگ باشد.
در صورت نیاز به تاکت کوتاهتر، گزینههای ممکن عبارتند از:
- ایستگاههای بازرسی موازی
- مسیرهای ربات بهینهشده
- واحدهای تصویربرداری اضافی
- کاهش حرکتهای بازرسی
- پردازش موازی تصاویر
پیکربندی نهایی باید از طریق تحلیل کامل زمان چرخه تعیین شود.
تصاویر بازرسی تا چه مدتی قابل ذخیرهسازی هستند؟
سیستم قابلیتهای ردیابی، تحلیل دادهها و مشاهده از راه دور را فراهم میکند. دوره واقعی نگهداری تصاویر بستگی به ظرفیت ذخیرهسازی و نیازهای مدیریت کیفیت کارخانه دارد.
برای کاربردهای تولیدی، توافقنامه فنی باید موارد زیر را مشخص کند:
- دوره نگهداری تصاویر
- قالب نگهداری
- حجم دادهها
- روش بازیابی
- قابلیت ردیابی قطعه کار به تصویر
- نیازمندیهای پشتیبانگیری
نتیجهگیری
بازرسی انتهای خط سر سیلندر نیازمند بیش از صرفاً بررسی این است که آیا سطح ماشینکاریشده قابل قبول به نظر میرسد یا خیر.
برای سطوح آببندی و سایر مناطق حیاتی ماشینکاریشده، سیستم بازرسی باید تصویربرداری پایدار، روشنایی مناسب، تعریف دقیق ناحیه بازرسی و طبقهبندی قابل اعتماد نقصها را فراهم کند.
راهحل مورد اشاره ترکیبی از دوربین اسکنخط ۸ کیلوبایتی، دوربین اسکنمنطقهای ۱۲ مگاپیکسلی، روشنایی اختصاصی و موقعیتیابی رباتیک را با قابلیتهای بینایی ماشین، یادگیری عمیق و ردیابی ادغام میکند.
برای سطوح درزبندی بلند، تصویربرداری اسکنخط روشی عملی برای دستیابی به بازرسی پیوسته با وضوح بالا فراهم میکند. برای سایر سطوح و نواحی محدود بازرسی، تصویربرداری اسکنمنطقهای پوششی انعطافپذیر ارائه میدهد.
با چرخه بازرسی منتشرشدهٔ ۳٫۵ دقیقهای، این سیستم رویکردی قابل پیکربندی برای بازرسی کیفیت سر سیلندر در انتهای خط تولید ارائه میدهد؛ زمان نهایی تاکت و معیارهای بازرسی بر اساس قطعهٔ خاص و نیازهای تولید تعیین میشوند.
