Sylinterilohkon pinnan vikojen tarkastus: reikävirheiden, naarmujen ja metallihiukkasten saastumisen tunnistus

Yleiskatsaus

Moottorilohkojen pinnan tarkastus ei rajoitu vain naarmujen tai näkyvien virheiden tarkistamiseen. Ennen kuin sylinterilohko siirtyy koneistuslinjalle, valmistajien saattaa myös olla tarpeen tunnistaa puuttuvat tai väärin sijoitetut reiät, koneistuspinnan naarmut ja painumat sekä jäljelle jääneet mustat metallihiukkaset .

Käytännöllinen automatisoitu tarkastusjärjestelmä voi yhdistää ylä- ja sivunäkökulmien kamerat robottikameran sijoittamiseen ja pyörivään pöytään, jotta eri pinnat sylinterilohkossa voidaan tarkastaa.

Tässä artikkelissa selitetään, miten koneellisen näkemisen tarkastusjärjestelmä voidaan määrittää sylinterikannen saapuvan tarkastuksen suorittamiseen, miten eri kamerat ja liikkeenmuodostusmekanismit toimivat yhdessä sekä mitä on otettava huomioon reikäkuvioita ja pieniä pinnan epäpuhtauksia tarkastettaessa.

1. Miksi sylinterikannet tarkastetaan saapuvan tarkastuksen vaiheessa?

Monet laatuongelmat alkavat jo ennen kuin komponentti saavuttaa koneistus- tai kokoonpanovaiheen.

Valutun sylinterikannen mahdollisia saapuvia vikoja voivat olla:

• Puuttuvat reiät
• Lisä- tai väärin sijoitetut reiät
• Väärät reikäkuviot
• Naarmut tai iskumerkkiä koneistuspinnalla
• Jäljelle jääneitä mustia metallihiukkasia
• Muut näkyvät pinnan poikkeamat

Jos nämä viat eivät havaita ennen koneistusta, komponentti saattaa jo olla kuluttanut merkittävää tuotantoaikaa ja käsittelyresursseja.

Aikainen tarkastus estää alapuolella sijaitsevan jätteen syntymisen

Tarkastusjärjestelmän sijoittaminen tulevan materiaalin tarkastuspisteeseen tarjoaa aikaisemman laatuportin.

Kun poikkeama havaitaan, sylinterikotelo voidaan hylätä, korjata tai ohjata pois seuraavien koneistustoimintojen ulkopuolelle.

Peruslogiikka on:

Tuleva sylinterikotelo → koneellinen näkökulmatarkastus → OK / EI-OK-luokittelu → koneistus tai korjaus

Tämä mahdollistaa valmistajien tunnistaa perittyjä tai tulevia vikoja ennen kuin ne muodostuvat osaksi alapuolella sijaitsevaa tuotantoprosessia.

2. Tarkastusjärjestelmä: erilliset ylä- ja sivunäkymät

Sylinterilohkolla on useita tarkastuspinnoja, ja yksittäinen kiinteä kamera ei välttämättä tarjoa riittävää kattavuutta.

Käytännöllinen ratkaisu voi siksi jakaa tarkastustehtävän ylhäältä ja sivulta kuvattavien kuvien välille .

Yläpinnan tarkastus

AKamera käytetään sylinterilohkon yläpinnan tarkastukseen.

Kuvatulla asennuksella robotti kuljettaa A-kameraa ja liikuttaa sitä ohjelmoitua tarkastusreittiä pitkin.

Tämä mahdollistaa kuvapaikan ja katselukulman säätämisen eri alueille yläpinnalla.

Sivupinnan tarkastus

AB-kamera sijaitsee työkappaleen vieressä.

Sylinterilohko kierretään pyörivällä pöydällä siten, että eri sivupinnat kulkevat kameran näkökentän läpi.

Perusliikkeiden järjestys on:

Robottikäsin kiinnitetty kamera A → yläpinnan kuvantaminen

Pyörivä pöytä + kamera B → sivupintojen kuvantaminen

Tarkastusohjelmisto käsittelee tallennetut kuvat ja antaa vastaavan OK/NG-tuloksen.

3. Mitä näköjärjestelmä voi havaita?

Tarkastusjärjestelmää voidaan määrittää useisiin eri tarkastustehtäviin.

3.1 Puuttuvien tai virheellisten reikien tunnistaminen

Sylinterilohkoissa on useita koneistettuja ja valukappaleita olevia reikiä, joilla on tietyt sijainnit ja kaaviot.

Järjestelmä voi vertailla todellista kuvaa määritettyyn reiän sijaintia koskevaan viitereferenssiin tunnistamiseksi:

• Puuttuvat reiät
• Lisäreiät
• Virheelliset reikien sijainnit
• Väärät reikäkuviot
• Työstettyjen reikien koon poikkeamat

Tätä tyyppistä tarkastusta käytetään erityisesti saapuvien valukappaleiden tarkastukseen, jossa virheellinen reikäkuvio saattaisi muuten edetä seuraaviin työstöprosesseihin.

Viitereferenssidataa tulisi perustaa asiakkaan todellisiin teknisiin piirustuksiin ja hyväksyttyyn reikäkuviointiin.

3.2 Naarmujen ja iskumerkkien tunnistus

Työstöpinnat voivat sisältää näkyviä naarmuja, denttejä tai iskumerkkejä.

Koneen näkö kykenee tunnistamaan epätavallisia pinnan ominaisuuksia analysoimalla eroja odotetun pinnan ulkonäön ja otetun kuvan välillä.

Todellinen tarkastuskyky riippuu seuraavista tekijöistä:

• Pinnan käsittely
• Valaistusolosuhteet
• Virheen koko
• Virheen kontrasti
• Kameran resoluutio
• Tarkastuskulma
• Taustan tekstuurit

Siksi näytteiden validointi todellisilla tuotantokappaleilla on tärkeää ennen lopullisen järjestelmän määrittelyä.

3.3 Mustien metallihiukkasten tunnistus

Mustat metallihiukkaset voivat olla erityisen haastavia.

Toisin kuin suuret, selvästi näkyvät vierasaineet, hienot hiukkaset voivat jakautua epäsäännöllisesti koneistuspinnalle ja niillä voi olla visuaalisia ominaisuuksia, jotka muistuttavat:

• Tummia koneistusmerkkejä
• Pinta-tekstuuri
• Öljyn saastuminen
• Valumuotin tai koneistuksen taustapiirteitä

Näköalgoritmi voi arvioida ominaisuuksia, kuten:

• Muoto
• Koko
• Reunat ominaisuuksia
• Asema
• Kontrasti ympäröivän pinnan suhteen

Kuitenkin kun metallihiukkaset sekoittuvat öljyyn tai muuhun tummaan saastumiseen, kuvakontrasti voi tulla vähemmän luotettavaksi.

Tämän vuoksi todellisia näytteitä, jotka sisältävät edustavia metallihiukkas-saastumisia, tulisi käyttää validointiin eikä luottaa ainoastaan puhtaisiin vertailukappaleisiin.

4. Joustava tarkastusalueen määrittely

Erilaisilla sylinterikotelo-malleilla voi olla erilaisia tarkastusvaatimuksia.

Sen sijaan että kaikki tarkastusalueet kiinnitettäisiin pysyvästi, järjestelmä voi antaa käyttäjän määritellä tarkastusalueet ohjelmistoliittymän kautta.

Tämä mahdollistaa operaattoreiden tai insinöörien määrittää:

• Mikä pinta vaatii tarkastusta
• Mikä reikäkuvio tulisi tarkistaa
• Mitkä koneistusalueet tulisi tarkastaa
• Mitkä alueet tulisi jättää pois
• Missä alueissa vaaditaan vian havaitsemista

Kun kerran määritetty, tarkastusalue ja vastaavat parametrit voidaan tallentaa tuoteprogrammina.

Tämä on erityisen hyödyllistä tuotantoympäristöissä, joissa useat sylinterikannen mallit jakavat saman tarkastusjärjestelmän.

5. Robotin avulla toteutettu kameran sijoittaminen ja automaattinen opetus

Robottia käyttävä kamera tarjoaa lisäjoustavuutta verrattuna kiinteään kamerajärjestelyyn.

Robotti voi siirtää kameran ennaltamääriteltyihin paikkoihin ja seurata ohjelmoituja tarkastuspolkuja.

Automaattisen polun opetuksen ja tuoteprogrammien hallinnan avulla järjestelmä pystyy tukemaan:

• Useita tarkastusasentoja
• Eri sylinterikotelo-mallit
• Automaattinen kamerapolun suoritus
• Tuotteen ohjelman vaihto
• Monimutkaisten pintojen tarkastus

Usean mallin tuotannossa kuitenkin joustavuutta ei pidä sekoittaa rajoittamattomaan yhteensopivuuteen.

Työkappaleen mitat, tarkastuspinnat, kiinnityslaitteen sijoittaminen, kameran näkökenttä ja robotin ulottuvuus on edelleen arvioitava jokaista tuoteryhmää varten.

6. Tyypillinen tekninen konfiguraatio

Seuraavat parametrit perustuvat tämän tyypin mukautettujen tarkastusjärjestelmien julkisesti saatavilla olevaan tuotetietoon.

Kohde	Tyypillinen konfiguraatio
Laitetyyppi	Mukautettu / ei-standardi koneenäkö-tarkastusjärjestelmä
Tarkastuskohteet	Reiän sijainti, koneistetun reiän koko, puuttuvat/ylimääräiset reiät, naarmut, iskumerkit, metallihiukkaset
Yläpinnan tarkastus	Robottikameran A
Sivupinnan tarkastus	Kamera B + pyörivä pöytä
Tarkastusalue	Käyttäjän määrittelemät alueet
Kameravalvonnан	Kamerakuvan reaaliaikainen tarkastelu
Tuotemuunnos	Nopea mallinvaihto
Robotin liike	Automaattinen radan opettaminen
Tuotantotakti	Mukautettu tuotantovaatimusten mukaan

Tarkka kameran resoluutio, linssi, valaistus, robotin malli, käsittelyalgoritmi ja kiertoaika tulisi määrittää näytetestausten ja tuotantovaatimusten perusteella.

7. Tärkeimmät valintaperusteet

7.1 Mustat metallihiukkaset ovat validointihaaste

Pienet mustat metallihiukkaset voivat näyttää visuaalisesti samoilta kuin tummat pinnanpiirteet tai öljysaastuminen.

Ennen tarkastusjärjestelmän lopullista vahvistamista suositellaan näytteiden toimittamista, jotka edustavat seuraavia kohteita:

• Puhtaita koneistettuja pintoja
• Normaalia pintatekstuuria
• Tyypillistä metallihiukkas-saastumista
• Erilaisia hiukkaskokoja
• Erilaisia hiukkassen suuntia
• Öljyyn saastuneet olosuhteet

Tämä mahdollistaa näköjärjestelmän testaamisen realistisissa tuotanto-olosuhteissa.

7.2 Reikäntarkastus vaatii tarkan viitearvon

Reikien sijainnin tarkastus perustuu luotettavaan viiteinformaatioon.

Toimittajan on saatava asianmukaiset tekniset piirrokset tai hyväksytyt reikäkuvioaineistot, jotta järjestelmä pystyy erottamaan toisistaan:

• Vaaditut reiät
• Valinnaiset reiät
• Käsittelyreiät
• Viitereiät
• Epätoivottavat tai ylimääräiset reiät

Muussa tapauksessa laillinen prosessiominaisuus voisi tulkita virheelliseksi reiäksi.

7.3 Monimallisen tuotannon ohjaaminen vaatii ohjelmien hallintaa

Käyttäjän määrittämät tarkastusalueet ja automaattinen robottien opettaminen tekevät mallimuutoksista joustavampia.

Usean sylinterikannen mallin tuotantolinjalla on kuitenkin yleensä tehokkaampaa valmistaa ja varmistaa jokaisen mallin tarkastusohjelma etukäteen.

Tämä voi vähentää:

• Vaihtoaika
• Manuaalinen asennus
• Tuotannon keskeytyksiä
• Virheellisten tarkastusparametrien riski

7.4 Tarkastuspaikan tulisi vastata tuotantotaktia

Tulovirtatarkastusasemaa tulisi arvioida yhdessä materiaalikäsittelyjärjestelmän kanssa.

Koko kiertoprosessi sisältää seuraavat vaiheet:

Lataus → Sijoitus → Kuvantaminen → Kuvankäsittely → Tulosten antaminen → Purku

Jos kuvien ottaminen on nopeaa, mutta työkappaleen sijoittaminen tai robotin liike kestää liian kauan, tarkastusasema voi silti muodostua tuotantosuuntauksen pullonkaulaksi.

Siksi kiertoaikavalidointiin tulisi sisältyä koko tarkastusjärjestelmä , ei ainoastaan kameran valaistusaika.

8. Koneellinen tarkastus Big Bird Industrialissa

Big Bird Industrial, entinen Harbin Shimada Big Bird Industrial, tarjoaa integroituja teollisia pesu- ja koneellisia tarkastusratkaisuja automaali- ja tarkkuusteollisuuden sovelluksiin.

Sen erikoistunut koneen näkö -liiketoiminta, CN ISEE , kattaa useita sovellusalueita, mukaan lukien:

• Orient See — ulottuvuus- ja geometriatarkastus
• Surface See — pinnan virheiden tarkastus
• Assembly See — kokoonpanotarkastus ja virheentorjunta
• Inner See — sisäpinnan ja sisäputken tarkastus
• Paint See — maalipinnan vikojen tarkastus
• Algoritmi ja ohjelmistopalvelualusta — koneellisen näön ohjelmistoratkaisut ja algoritmit

Markkina Surface See sarja keskittyy pinnan ja ulkonäön tarkastukseen eri tuotantovaiheissa, mukaan lukien saapuvien tavaroiden tarkastus, koneistusprosessit ja lopputarkastus.

Sylinterikotelojen tarkastus voidaan määrittää asiakkaan todellisten vikatyyppejen, tarkastuspintojen, tuotemallien ja tuotantotahtinopeuden perusteella.

9. UKK

Kysymys: Miksi sylinterikotelot tarkastetaan ennen koneistusta eikä sen jälkeen?

Saapuvien tavaroiden tarkastus on tarkoitettu havaitsemaan valugissa tai aiemmissa prosesseissa syntyneet viat ennen kuin lisää tuotantoresursseja kuluu.

Jos virheellinen reiäskuvio tai ilmeinen pintavika havaitaan koneistuslinjan alussa, komponentti voidaan ohjata uudelleenkäsittelyyn tai hylkäyksen alle ennen seuraavien toimintojen aloittamista.

Kysymys: Kuinka mustat metallihiukkaset erottuvat tummasta koneistustekstuurista?

Järjestelmä voi arvioida useita kuvan ominaisuuksia, mukaan lukien muoto, koko, reunapiirteet, sijainti ja kontrasti.

Kuitenkin erotus vaikeutuu, kun metallihiukkaset sekoittuvat öljyyn tai kun työstöpinta itsessään on voimakkaasti teksturoitu.

Siksi testaus edustavilla tuotannon näytteillä on tärkeä osa järjestelmän validointia.

K: Onko käyttäjän määrittämän tarkastusalueen konfigurointi vaikeaa käyttää?

Tarkastusalue määritellään koneen näköohjelmiston käyttöliittymän kautta ja sitä voidaan yleensä tallentaa vastaavan tuotteen ohjelmaan.

Pienelle määrälle tuotemalleja operaattorit voivat hallita tätä konfiguraatiota koulutuksen jälkeen. Suuremmissa monimallisissa projekteissa tarkastusohjelmat voidaan laatia ja validoida järjestelmän toimittajan toimesta käyttöönoton yhteydessä.

K: Voiko sama järjestelmä tarkastaa sylinteripäitä tai muita komponentteja?

Järjestelmä voidaan suunnitella nopealla mallinvaihdolla ja automaattisella robottipolun opettamisella.

Kuitenkin yhteensopivuus riippuu todellisista mitoista, tarkastuspinnasta, kiinnitystavasta, kameran katselukentästä, robotin ulottuvuudesta ja tarkastusvaatimuksista.

Tuoteluettelon ja näyteosien arviointi tulisi siksi suorittaa ennen kuin vahvistetaan, voivatko eri komponentit jakaa saman tarkastusjärjestelmän.

Yhteenveto

Automaattinen sylinterikannen pinnan tarkastus ei ole pelkkä kameran sijoittamista työkappaleen yläpuolelle.

Monimutkaisten komponenttien luotettava tarkastus voi vaatia useita kameroita, robotin ohjaamaa kameran sijoittelua, pyörivän pöydän liikettä, tuotteen mukaan muokattuja tarkastusohjelmia ja sovelluskohtaisia näköalgoritmejä .

Tulevan sylinterikannen tarkastukseen yhdistetty järjestelmä voi torjua kolme tärkeää laatuvaaraa:

Reikäkuvion virheet → Pinnan naarmut ja iskumerkit → Musta metallihiukkasepäpuhtaus

Siirtämällä tarkastus tuotantoprosessin varhaisempaan vaiheeseen valmistajat voivat tunnistaa tulevat viat ennen kuin ne kuluttavat koneistuskapasiteettia ja alapuolisia tuotantoresursseja.

Tärkein askel laitteiston valinnan edellä ei siksi ole kameran valinta – vaan mitä on havaittava, missä se esiintyy, kuinka suuri vika on, miten työkappale liikkuu ja mikä tuotantotakti on saavutettava.

Big Bird Industrial / CN ISEE voi kehittää mukautettuja konenäköntarkastusjärjestelmiä näihin sovellusvaatimuksiin, mukaan lukien kamerajärjestelmät, robottitarkastus, pyörivä sijoitus ja tuotteenmukainen tarkastusohjelmisto.