Päätöspisteen näköpohjainen poka-yoke -järjestelmä moottori- ja vaihteistoasennuksiin: puuttuvien ja väärin asennettujen komponenttien automaattinen tunnistus

Yleiskatsaus

Puuttuvat tai väärin asennetut komponentit kuuluvat vaikeimmin havaittaviin asennusvikoihin autotuotantolinjan päätöspisteessä manuaalisesti.

Dieselmoottoreihin, bensamoottoreihin, vaihteistoihin ja muihin autoteollisuuden asennuksiin päätöspisteen näköpohjainen poka-yoke -järjestelmä voi automaattisesti tarkastaa kriittisiä komponentteja, kuten ruuveja, hihnoja, nimikilpiä, todistuksia, tuulettimia ja suodattimia .

Yhdistämällä ketjuplate-kuljetus, teollisuuskamerat, robottitarkastus, koodien lukeminen ja kuvapohjainen varmistus järjestelmä tarjoaa laadun tarkastuspisteen tuotantolinjan lopussa ennen valmiin kokoonpanon poistumista tuotantolinjalta.

Kuvattu järjestelmä tukee 70 sekunnin tuotantotaktia ja julkisesti määriteltyä 99 %:n tarkkuusastetta , kuvien säilyttämisen, jäljitettävyyden sekä puuttuvan tai virheellisen kokoonpanon tiedon analyysin.

1. Miksi puuttuva tai virheellinen kokoonpano on kriittinen riski linjan lopussa

Kokoonpanoviat eroavat tavallisista mittasuuruusvirheistä.

Mittasuuruuspoikkeama voidaan usein tunnistaa mittatangolla tai mittausjärjestelmällä. Kokoonpanoviat taas saattavat vaatia varmistusta siitä, onko komponentti todella paikoillaan, oikein sijoitettu vai oikein konfiguroitu.

Moottorin tai vaihteiston kokoonpanolinjalla työntekijöiden saattaa olla tarvetta vahvistaa:

• Onko ruuvit asennettu
• Onko hihnapyörähihna asennettu oikein
• Onko nimikilpi läsnä
• Onko todistus liitetty
• Onko tuuletin asennettu
• Onko suodatin asennettu
• Ovatko muut määritellyt komponentit läsnä ja oikein sijoitettu

Kun tuotantotakti on lyhyt ja komponenttien määrä suuri, pelkästään manuaaliseen visuaaliseen tarkastukseen perustuva menetelmä aiheuttaa merkittävän toistuvan tarkastustyön kuormituksen.

Miksi lopputarkastus on tärkeää

Jos puuttuva tai väärin asennettu komponentti ei havaita ennen kuin kokoonpano poistuu linjalta, ongelma saattaa tulla ilmi vasta myöhempänä kokoonpanovaiheessa, ajoneuvon testauksessa tai kenttäpalvelussa.

Automaattinen lopputarkastusasema tarjoaa lopullisen tarkastuspisteen:

Kokoonpano → Visuaalinen tarkastus → OK / EI-OK-tulos → Jäljitettävyys → Vapautus tai uudelleenkäsittely

Tavoitteena ei ole pelkästään korvata työntekijöitä. Sen sijaan järjestelmä tarjoaa johdonmukaisen automaattisen tarkastuksen määritellyille tarkastuskohteille ja luo tallenteen kokoonpanon tilasta tuotannon päättymisessä.

2. Laitteiston konfiguraatio: Ketjulevykuljetin + robottivisuaalinen tarkastus

Kuvattu lopputarkastusjärjestelmä käyttää ketjulevykuljetinta ja robottivisuaalista tarkastuskonfiguraatiota .

Riippuen kokoonpanorakenteesta ja tarkastuspisteiden sijainnista järjestelmä voi käyttää joko yhtä tai useita robotteja.

Ketjulevykuljetus

Ketjulevykuljetin kuljettaa moottori- tai vaihteistokokoonpanoa tarkastusasemalle.

Kuljetusjärjestelmä tarjoaa määritellyn tarkastusasennon ja integroi tarkastusprosessin tuotantolinjaan.

Robottikameratarkastus

Robotit kuljettavat tai asettavat tarkastuskameroita kokoonpanon ympärille.

Tämä on tärkeää, koska ajoneuvojen voimatekniikan kokoonpanoilla on monimutkaisia kolmiulotteisia geometrioita. Tarkastuspisteet voivat sijaita eri alueilla:

• Yläpinnat
• Sivupinnat
• Etu- ja takapuolet
• Päätyt
• Kuopat alueet
• Muut komponenttikohtaiset sijainnit

Robottikonfiguraatio mahdollistaa tarkastusjärjestelmän pääsyn eri näkökulmiin ilman suurta määrää pysyvästi kiinnitettyjä kameria.

3. Mitä järjestelmä voi tarkistaa?

Järjestelmää voidaan määrittää havaitsemaan puuttuvia tai väärin asennettuja komponentteja asiakkaan tarkastusvaatimusten mukaisesti.

Tyypillisiä tarkastuskohteita ovat:

Pultit

Järjestelmä voi varmistaa, sisältävätkö määritellyt ruuvin paikat odotetut komponentit.

Tuleeko tarkastuksen määrittää vain läsnäolo vai myös arvioida kiristyspaikkaa, suuntaa tai muita ominaisuuksia määritellään projektin eritelmien yhteydessä.

Hyyppyhihnat

Moottoreissa, joissa on hihnapyöräjärjestelmä, koneen näkökyky voi varmistaa hihnan olemassaolon ja sen näkyvän reitin vastaavan määriteltyä tarkastusehtoa.

Nimikilvet ja todistukset

Järjestelmä voi varmistaa tunnistusliittyvien komponenttien läsnäolon ja sijainnin.

Koodinlukutoimintoja voidaan myös integroida, kun tuotetunnistusta tai jäljitettävyyttä vaaditaan.

Tuuletimet ja suodattimet

Näköjärjestelmä voi varmistaa määritettyjen komponenttien läsnäolon ja näkyvän asennustilan.

Todelliset tarkastuskriteerit riippuvat komponentin geometriasta ja siitä, säilyykö kyseinen ominaisuus näkyvissä kokoonpanon jälkeen.

4. Enemmän kuin OK/NG: koodinluku ja kuvajäljitettävyys

Yksi tärkeimmistä päätevision järjestelmän ominaisuuksista on se, että se tekee enemmän kuin antaa yksinkertaisen OK- tai NG-tuloksen.

Kuvattu järjestelmä voi integroida:

• Koodinlukun
• Koneellinen visuaalinen tarkastus
• Kokonaisten kokoonpanojen kuvien ottamisen
• Manuaalinen uudelleentarkastus
• Jäljitettävyys
• Puuttuva tai virheellinen kokoonpanotietojen analyysi

Kokonaiskuvan säilyttäminen

Kokoonpanokuvan voi säilyttää osana tarkastustietueita.

Tämä tarjoaa tärkeän jäljitettävyysfunktion.

Jos laatuongelma havaitaan myöhemmin alapuolella olevassa kokoonpanossa tai toimituksen jälkeen, valmistaja voi hakea tallennetun kuvan ja tarkistaa kokoonpanotilan tuotantolinjan päättymishetkellä.

Tämä voi auttaa määrittämään, oliko tila jo näkyvissä linjan lopussa suoritettavassa tarkastuksessa vai onko se voinut syntyä myöhempänä prosessivaiheena.

5. Tekniset tiedot

Seuraavat tekniset tiedot perustuvat julkisesti saatavilla oleviin tuotetietoihin kuvatulle räätälöidylle järjestelmälle.

Kohde	Spesifikaatio
Laitetyyppi	Ketjuplaattakuljetin + robottinäköä käyttävä tarkastus
Hakemus	Kaupallisille ajoneuvoille, henkilöajoneuvoille ja uusiutuvan energian ajoneuvoihin liittyvät sovellukset
Työkappaleet	Dieselmoottorikokoonpanot, bensamoottorikokoonpanot, vaihteistokokoonpanot
Varusteen mitat	Noin 11,23 × 5,04 × 3,14 m
Kokoonpano	Yksi robotti tai useita robotteja
Tuotantotakti	70 sekuntia, työkappaleen mukaan säädettävissä
Julkisesti määritelty tarkkuus	99%
Teollisuuskamera	20 MP
Valaistus	Suuri korkean kirkkauden valonlähde + korkean kirkkauden tankomaiset valot
Robottivaihtoehdot	FANUC, ABB, KUKA, Yaskawa, SIASUN, ELITE ja muut
Ohjausjärjestelmä	Siemens, Mitsubishi, Advantech teollisuustietokone
Tarkastustoiminnot	Koodin lukeminen, komponenttien tarkastus, kokonaiskuvan ottaminen, manuaalinen uudelleentarkastus, jäljitettävyys ja tietoanalyysi
Laitteiston suunnittelu	Mukautettu / ei-standardi

Todelliset kamerat, valaistus, robotit ja ohjelmistokonfiguraatiot tulisi valita kokoonpanorakenteen ja tarkastusvaatimusten mukaan.

6. Tärkeimmät valintaperusteet

6.1 Määritä kaikki tarkastuskohteet ennen järjestelmän suunnittelua

"Tarkista, onko ruuvi asennettu" ja "tarkista, onko ruuvi kiristetty oikein" ovat kaksi eri tarkastusvaatimusta.

Samoin:

• Onko hihna olemassa?
• Onko hihna ohjattu oikein?
• Onko nimikilpi olemassa?
• Onko tunnuskoodi luettavissa?
• Onko putki kytketty?
• Onko putki kytketty oikeaan suuntaan?

Nämä vaatimukset voivat edellyttää erilaisia kuvantamismenetelmiä ja tarkastuslogiikkaa.

Siksi ensimmäinen askel tulisi olla täydellisen tarkastuskohteiden luettelon laatiminen ja jokaisen kohteen hyväksyntäkriteerien määrittely.

6.2 Robottejen lukumäärä riippuu tarkastuspisteiden jakautumisesta

Täydellisessä moottori- tai vaihteiston kokoonpanossa tarkastuspisteet ovat jakautuneet useille pinnuille.

Yksi robotti voi riittää joissakin konfiguraatioissa, kun taas useita robotteja vaaditaan, kun:

• Tarkastuspisteet ovat laajalle levinneet
• Useita katsauskulmia vaaditaan
• Jotkin alueet ovat vaikeasti saavutettavia
• Tuotantotakti on tiukka
• Kuvien samanaikainen tallentaminen vaaditaan

Robottien määrä tulisi siksi määrittää todellisesta tarkastuspisteiden kartasta eikä pelkästään kokonaisen työkappaleen koosta.

6.3 Kuvien tallennusvaatimukset tulisi määrittää varhain

Kokonaistasoituksen kuvien säilyttäminen voi tarjota arvokasta jäljitettävyyttä, mutta se lisää myös tiedon tallennustarpeita.

Käyttöönottamisen ennen projektin tulisi määrittää:

• Mitkä kuvat on säilytettävä
• Kuvan resoluutio
• Tiedostomuoto
• Säilytysaika
• Päivittäin tuotettujen kokoonpanojen lukumäärä
• Varastointikapasiteetti
• Tietojen hakumenetelmä

Nämä vaatimukset kannattaa sisällyttää tekniseen eritelmään ennen laitteiston toimitusta.

6.4 Julkiset tarkkuuseritelmät on vahvistettava todellisten näytteiden perusteella

Julkisesti ilmoitettu järjestelmän eritelma antaa tarkkuuden 99%.

Tätä lukua tulisi ymmärtää tuotetasoisena julkaistuna eritelmänä, ei yleisenä takuuna jokaiselle tarkastussovellukselle.

Todellinen suorituskyky riippuu seuraavista tekijöistä:

• Komponenttien näkyvyys
• Kameran resoluutio
• Valaistus
• Pinnan kunto
• Peittyminen
• Tuotteen vaihtelu
• Tarkastusalgoritmi
• Näytteen laatu
• Määritellyt hyväksyntäkriteerit

Turvallisuuskriittisille tai vakavien seurausten aiheuttamille tarkastustehtäville hyväksyntäkriteerit on siksi määriteltävä erikseen ja varmistettava edustavilla tuotannon näytteillä.

7. Mitä tapahtuu, kun järjestelmä ei pysty tekemään selkeää päätöstä?

Minkään koneellisen näköjärjestelmän suunnittelua ei pitäisi perustaa oletukseen, että jokainen kuva olisi aina täydellisesti luokiteltavissa.

Todellisissa tuotantoympäristöissä komponentit voivat olla osittain peitetyt, valaistus voi vaihdella, pinnat voivat heijastaa valoa tai tarkastusominaisuus voi yksinkertaisesti olla näkymättömässä kulmassa.

Käytännöllinen järjestelmä voi siksi sisältää manuaalisen uudelleentarkastusprosessin määritellyille epävarmoille tai vaatimuksia vastaisille tapauksille.

Työnkulku voi olla:

Automaattinen tarkastus → Selvä OK → Vapautus

Automaattinen tarkastus → Selvä NG → Korjaus / Hylkäys

Automaattinen tarkastus → Epävarma tulos → Manuaalinen uudelleentarkastus

Tämä lähestymistapa mahdollistaa toistuvien tarkastusten automatisoinnin samalla kun poikkeustilanteita varten säilytetään hallittu menetelmä.

8. Monimallinen tuotanto ja tuottemuutos

Auto-tehtaissa tuotetaan yleensä useita moottori- tai vaihteistomalleja samalla tuotantolinjalla.

Lopputarkastuksen näköjärjestelmä voi integroida koodinlukemisen ja tuotteen ohjelman vaihtamisen siten, että tunnistetun mallin mukaan valitaan sopiva tarkastusohjelma.

Tyypillinen prosessi on:

Tuotteen tunnistus → Ohjelman valinta → Robotin reitin valinta → Mallikohtainen tarkastus → Tulosten tallennus

Eri mallit voivat kuitenkin eroaa merkittävästi seuraavissa asioissa:

• Kokonaisulottuvuudet
• Komponenttien sijainnit
• Tarkastuspisteet
• Kameroiden sijainnit
• Robotin liikeradat
• Hyväksymiskriteerit

Siksi koko tuoteluettelo tulisi arvioida ennen monimallisuuden yhteensopivuuden vahvistamista.

9. Näkötarkastuksen ominaisuudet Big Bird Industrial / CN ISEE -yrityksellä

Big Bird Industrial, entinen Harbin Shimada Big Bird Industrial, tarjoaa integroituja teollisia puhdistus- ja koneen näkö -ratkaisuja automaali- ja tarkkuustuotannolle.

Sen erikoistunut koneen näkö -liiketoiminta, CN ISEE , kattaa kuusi pääaluetta ratkaisuissa:

• 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 Assembly See sarja keskittyy kokoonpanon varmentamiseen ja virheentorjuntaan, mukaan lukien moottorien, vaihteistojen ja muiden autoteollisuuden kokoonpanojen lopputarkastus.

Projektista riippuen järjestelmä voi yhdistää koneellisen näön, koodien lukemisen, robottitarkastuksen, kuvien tallennuksen, manuaalisen uudelleentarkastuksen ja jäljitettävyysominaisuudet.

10. Usein kysytyt kysymykset

K: Mitä tapahtuu, kun julkaistu tarkkuus on 99 %? Mitä tapahtuu muissa tapauksissa?

Julkistettua 99 %:n lukua ei tulisi tulkita siten, että kaikki mahdolliset tarkastusehdot tuottaisivat täsmälleen saman tuloksen.

Epävarmoja tapauksia voi syntyä peittoutumisen, valaistusolosuhteiden, komponenttien vaihtelun tai riittämättömän näkyvien piirteiden vuoksi.

Käytännöllinen järjestelmä voi siksi sisältää manuaalisen uudelleentarkastuksen määritellyille epävarmoille tapauksille, kun taas kerätyt näytteet voidaan käyttää tarkastusparametrien ja -algoritmien parantamiseen.

K: Miksi useita robotteja tarvitaan?

Autoteollisuuden kokoonpanot ovat kolmiulotteisia, ja tarkastuspisteet voivat jakautua usealle eri suunnalle.

Useat robotit voivat jakaa tarkastustehtävän tarkastusalueen tai tarkastusryhmän perusteella, mikä voi vähentää robotin liikkeitä ja pitää kuvantamisolosuhteet yhtenäisemmin.

Lopullinen robotin konfiguraatio tulisi määrittää tarkastuspisteiden jakautuman ja vaaditun tuotantotaktin perusteella.

K: Mikä on käytännöllinen hyöty kokonaisen kokoonpanokuvan säilyttämisestä?

Kokonaiskuva tarjoaa alkuperäisen visuaalisen tallenteen kokoonpanon tilasta lopputarkastuspisteessä.

Jos laatuongelma havaitaan myöhemmin, valmistaja voi hakea vastaavan tallenteen ja tarkistaa kokoonpanon tilan tarkastushetkellä.

Tämä tukee jäljitettävyyttä, laatuanalyysiä ja prosessiparannusta.

K: Voiko järjestelmä tarkastaa eri moottorimalleja?

Kyllä, järjestelmä voidaan suunnitella tuotetunnistukseen ja usean mallin ohjelmien vaihtoon.

Käytännön yhteensopivuus riippuu kuitenkin kokoonpanomittaeroista, komponenttien sijainneista, tarkastusvaatimuksista ja robottien liikeradoista.

Järjestelmän suunnitteluvaiheessa on siksi annettava täydellinen luettelo moottori- ja vaihdemalleista, jotta vaadittavat tarkastusohjelmat ja robotin asetukset voidaan arvioida.

Yhteenveto

Lopputarkastuksen näköpohjainen poka-yoke -järjestelmä tarjoaa automatisoidun laatumerkintäpisteen monimutkaisille autojen kokoonpanoille.

Moottoreille ja vaihteistoille järjestelmä voi yhdistää:

Koodin lukeminen + robottinen näkö + komponenttien varmistus + kokonaiskuvan säilyttäminen + manuaalinen uudelleentarkastus + jäljitettävyys

Onnistuneen järjestelmän avain ei ole pelkästään korkearesoluutioisen kameran valinta. Tarkastusvaatimukset on ensin muunnettava selkeiksi tarkastuskohteiksi, hyväksyntäkriteereiksi, kamerasijoituksiksi, robotin liikeradoiksi, valaistusolosuhteiksi ja tiedon säilytysvaatimuksiksi .

Oikein konfiguroitu automatisoitu näköpohjainen tarkastus voi tarjota johdonmukaisen lopullisen varmistusvaiheen ennen kuin moottori tai vaihteisto asennetaan tuotantolinjan ulkopuolelle.

Big Bird Industrial / CN ISEE voi kehittää työkappaleen rakenteen, tarkastuskohteiden, tuotteen vaihtelun ja tuotantotaktin mukaan räätälöityjä päättövaiheen koneellisia näköjärjestelmiä ja kokoonpanovirheiden estojärjestelmiä.