क्रैंकशाफ्ट की सतह पर दोषों का निरीक्षण: मुख्य और रॉड जर्नल्स का पूर्ण-कवरेज विज़न निरीक्षण, जिसमें बोरस्कोप द्वारा पता लगाना शामिल है

अवलोकन

क्रैंकशाफ्ट जटिल घूर्णन घटक हैं, जिनमें कई जर्नल, काउंटरवेट, फ्लैंज क्षेत्र, कीवे और आंतरिक छिद्र होते हैं। अतः एक विश्वसनीय निरीक्षण प्रणाली को केवल दृश्य सतह दोषों के साथ-साथ गहरे या आंतरिक क्षेत्रों को भी कवर करना चाहिए, जिनका पारंपरिक बाह्य कैमरों के साथ प्रभावी ढंग से निरीक्षण नहीं किया जा सकता है।

बिग बर्ड इंडस्ट्रियल का क्रैंकशाफ्ट विज़न निरीक्षण समाधान कई एरिया-स्कैन कैमरों, कस्टमाइज़्ड बोरस्कोप्स, रोबोटिक पोज़िशनिंग, डीप-लर्निंग-आधारित मशीन विज़न और कोड ट्रेसैबिलिटी को एकीकृत करता है। यह प्रणाली क्रैंकशाफ्ट की सतह के दोषों का निरीक्षण करने, काउंटरवेट लाइटनिंग-होल के प्रवेश की पुष्टि करने, केंद्र छिद्रों के अंदर विदेशी वस्तुओं का पता लगाने और उत्पाद पहचान कोड पढ़ने के लिए डिज़ाइन की गई है।

संदर्भित अनुप्रयोग के लिए, प्रकाशित निरीक्षण चक्र ४८ सेकंड है, जबकि वास्तविक टैक्ट समय को कार्य-टुकड़े और निरीक्षण आवश्यकताओं के अनुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

१. क्रैंकशाफ्ट निरीक्षण क्यों चुनौतीपूर्ण है

क्रैंकशाफ्ट एक मुख्य पावरट्रेन घटक है जो रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन गति को घूर्णन आउटपुट में परिवर्तित करता है। इसकी ज्यामिति अत्यधिक त्रि-आयामी होती है, जिसमें मुख्य जर्नल्स और रॉड जर्नल्स शाफ्ट के अनुदिश वितरित होते हैं तथा क्रैंक वेब्स और काउंटरवेट्स द्वारा जुड़े होते हैं।

क्रैंकशाफ्ट के डिज़ाइन के आधार पर, निरीक्षण में निम्नलिखित के समावेश की संभावना है:

• मुख्य जर्नल्स
• रॉड जर्नल्स
• लंबे जर्नल्स
• फ्लैंज जर्नल्स
• फ्लैंज सतहें
• कीवेज़
• केंद्र छिद्र
• काउंटरवेट हल्का करने वाले छिद्र
• छोटे सिरों की सतहें

हालांकि इन क्षेत्रों में से कई की धातु की सतहें समान होती हैं, संभावित दोषों में काफी अंतर हो सकता है। प्रमुख निरीक्षण लक्ष्यों में शामिल हैं:

• प्रभाव चिह्न
• खरोंच
• दाग
• घर्षण के निशान
• समावेश
• झिरियाँ
• काली छिलका या काली त्वचा वाले क्षेत्र
• सामग्री की कमी
• तेल या जल संदूषण

चुनौती और भी बड़ी हो जाती है क्योंकि क्रैंकशाफ्ट एक घूर्णन करने वाला घटक है जिसके कई निरीक्षण कोण होते हैं। एक पारंपरिक स्थिर कैमरा स्टेशन सभी आवश्यक सतहों के पर्याप्त कवरेज को प्रदान नहीं कर सकता है। अतः निरीक्षण प्रणाली को समन्वित गति और बहु-कोणीय छवि अधिग्रहण की आवश्यकता होती है।

काउंटरवेट हल्का करने वाले छिद्र के पार्श्व प्रवेश

एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण निरीक्षण वस्तु काउंटरवेट हल्का करने वाले छिद्र के पार्श्व प्रवेश की जाँच है।

क्रैंकशाफ्ट के संतुलन को समायोजित करने और अनावश्यक द्रव्यमान को कम करने के लिए लाइटनिंग छेदों को मशीन किया जाता है। यदि कोई छेद समीपस्थ सतह या दीवार में प्रवेश कर जाता है, तो यह स्थानीय संरचनात्मक अखंडता को प्रभावित कर सकता है और तनाव-सांद्रण क्षेत्र का निर्माण कर सकता है।

चूँकि इस दोष को बाहरी दृश्य से पहचानना कठिन हो सकता है, इसलिए एक अनुकूलित बोरस्कोप का उपयोग करके छेद के अंदर से निरीक्षण करना एक अधिक उपयुक्त पहचान विधि प्रदान कर सकता है।

२. निरीक्षण समाधान: बहु-कैमरा दृष्टि + अनुकूलित बोरस्कोप

क्रैंकशाफ्ट निरीक्षण प्रणाली बाहरी सतहों और कठिन पहुँच वाले आंतरिक क्षेत्रों दोनों को संबोधित करने के लिए कई प्रतिबिंबन विधियों का उपयोग करती है।

प्रकाशित निरीक्षण क्षेत्र में शामिल है:

क्यूआर कोड की अखंडता

प्रणाली क्रैंकशाफ्ट के क्यूआर कोड की पूर्णता और पठनीयता की जाँच करती है, जो उत्पाद पहचान और निचले स्तर की ट्रेसैबिलिटी के लिए आधार प्रदान करती है।

काउंटरवेट हल्का करने वाले छिद्र के पार्श्व प्रवेश

लाइटनिंग छेदों की आंतरिक ज्यामिति का निरीक्षण करने और समीपस्थ क्षेत्रों में असामान्य प्रवेश की पहचान करने के लिए अनुकूलित बोरस्कोप का उपयोग किया जाता है।

केंद्र-छेद में विदेशी वस्तु का पता लगाना

क्रैंकशाफ्ट के केंद्र छिद्र की आंतरिक स्थिति का निरीक्षण किया जा सकता है, ताकि विदेशी वस्तुओं या दूषण का पता लगाया जा सके जो बाहरी कैमरे से दिखाई नहीं दे सकते।

छोटे अंत फलक दोष निरीक्षण

लंबे जर्नल के छोटे अंत फलकों का निरीक्षण किया जा सकता है निम्नलिखित के लिए:

• प्रभाव चिह्न
• खरोंच
• दाग
• चूर्णन
• समावेश
• झिरियाँ
• काला स्केल
• सामग्री की कमी
• तेल और जल दूषण

फ्लैंज निरीक्षण

फ्लैंज क्षेत्र को भी दृश्य निरीक्षण कार्यक्रम में शामिल किया जा सकता है ताकि निर्दिष्ट सतह दोषों की पहचान की जा सके।

जर्नल और कीवे निरीक्षण

प्रणाली निम्नलिखित की सतहों का निरीक्षण कर सकती है:

• मुख्य जर्नल्स
• रॉड जर्नल्स
• लंबे जर्नल्स
• फ्लैंज जर्नल्स
• कीवेज़

यह बहु-क्षेत्र दृष्टिकोण निरीक्षण कार्यक्रम को वास्तविक क्रैंकशाफ्ट ज्यामिति और ग्राहक-परिभाषित स्वीकृति मानदंडों के अनुसार कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देता है।

३. कैमरा और हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन

संदर्भित प्रणाली उच्च-रिज़ॉल्यूशन एरिया-स्कैन कैमरों और कस्टमाइज़्ड बोरस्कोप्स के संयोजन का उपयोग करती है।

इमेजिंग सिस्टम

• ५ एमपी एरिया-स्कैन कैमरा: २ यूनिट
• २० एमपी एरिया-स्कैन कैमरा: १२ यूनिट
• कस्टमाइज़्ड बोरस्कोप्स: ३ सेट
• बड़े क्षेत्र के प्रकाश स्रोत: १ सेट
• बार लाइट्स: २ सेट

बाह्य कैमराओं से दृश्य क्रैंकशाफ्ट सतहों की उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग प्राप्त होती है, जबकि बोरस्कोप्स निरीक्षण क्षमता को केंद्र छिद्रों और हल्के छिद्रों जैसे क्षेत्रों में विस्तारित करते हैं।

विज़न और नियंत्रण

यह प्रणाली समाहित करती है:

• क्यूआर/कोड पठन
• मशीन दृश्य जांच
• गहन-शिक्षण एल्गोरिदम
• निरीक्षण ट्रेसैबिलिटी
• निरीक्षण डेटा विश्लेषण
• उपयोगकर्ता-परिभाषित निरीक्षण क्षेत्र
• दूरस्थ निरीक्षण दृश्य

नियंत्रण प्रणाली प्रकाशित उपकरण विन्यास के अनुसार Advantech (AAEON) के दो औद्योगिक PC का उपयोग करती है।

रोबोटिक स्थिति निर्धारण

सहयोगी रोबोट विन्यास में निम्नलिखित ब्रांडों का उपयोग किया जा सकता है:

• एलाइट रोबोट्स
• सियासुन
• हैंस रोबोट
• JAKA

रोबोट निर्धारित निरीक्षण पथ के अनुसार इमेजिंग प्रणाली को स्थानांतरित करता है या निरीक्षण स्थिति का समन्वय करता है।

4. तकनीकी विशिष्टताएँ

निम्नलिखित विशिष्टताएँ संदर्भित निरीक्षण प्रणाली के सार्वजनिक रूप से उपलब्ध उत्पाद जानकारी पर आधारित हैं।

48-सेकंड का साइकिल समय एक प्रकाशित अनुप्रयोग मूल्य है, न कि एक सार्वभौमिक साइकिल-समय गारंटी। वास्तविक साइकिल समय की गणना क्रैंकशाफ्ट की ज्यामिति, निरीक्षण बिंदुओं की संख्या, कैमरा विन्यास, रोबोट पथ और आवश्यक निरीक्षण मानदंडों के अनुसार की जानी चाहिए।

5. क्रैंकशाफ्ट विज़न निरीक्षण प्रणाली का चयन करते समय मुख्य विचारणीय बिंदु

5.1 स्थान के आधार पर निरीक्षण वस्तुओं को परिभाषित करना

क्रैंकशाफ्ट में कई निरीक्षण क्षेत्र होते हैं, और विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न दोष मानदंड हो सकते हैं।

उपकरण डिज़ाइन से पहले, निरीक्षण विनिर्देश स्पष्ट रूप से निम्नलिखित को परिभाषित करना चाहिए:

• कौन सी सतहों का निरीक्षण किया जाना चाहिए
• किन प्रकार के दोषों का पता लगाना आवश्यक है
• स्वीकार्य और अस्वीकार्य स्थितियाँ
• आवश्यक छवि रिज़ॉल्यूशन
• क्या ट्रेसैबिलिटी की आवश्यकता है

यह चालू करने के दौरान बार-बार एल्गोरिदम समायोजन को कम करता है।

5.2 गहरे छिद्र की पहुँच का मूल्यांकन करें

केंद्र-छिद्र विदेशी वस्तु निरीक्षण और प्रकाशन-छिद्र पार्श्व-भेदन निरीक्षण के लिए, मुख्य प्रश्न केवल कैमरा रिज़ॉल्यूशन नहीं है।

परियोजना का मूल्यांकन करना चाहिए:

• छेद का व्यास
• छेद गहराई
• आंतरिक ज्यामिति
• बोरस्कोप पहुँच
• आवश्यक दृश्य कोण
• प्रकाश व्यवस्था

जब निरीक्षण क्षेत्र को बाहरी कैमरा द्वारा सीधे नहीं देखा जा सकता हो, तो एक अनुकूलित बोरस्कोप विन्यास की आवश्यकता हो सकती है।

5.3 कोड पठन को एक पृथक प्रदर्शन संकेतक के रूप में मानें

क्यूआर-कोड निरीक्षण उत्पाद ट्रेसैबिलिटी से सीधे जुड़ा हुआ है।

इसलिए, कोड पठन की स्वतंत्र रूप से दोष का पता लगाने से अलग मान्यता दी जानी चाहिए, जिसमें शामिल हैं:

• पठन सफलता दर
• कोड का स्थान
• सतह स्थिति
• विपरीत
• चिह्नित करने की गुणवत्ता
• कोड डेटा और निरीक्षण परिणामों के बीच संबंध

5.4 48-सेकंड टैक्ट की मान्यता

एक ही चक्र के भीतर कई क्षेत्रों का निरीक्षण करने के लिए समानांतर छवि अधिग्रहण और अनुकूलित रोबोट गति की आवश्यकता होती है।

प्रणाली एकीकरण के दौरान, चक्र-समय गणना में शामिल होना चाहिए:

1. कार्य-टुकड़े का लोडिंग
2. स्थान
3. रोबोट गति
4. छवि प्राप्ति
5. एल्गोरिथ्म प्रसंस्करण
6. कोड पठन
7. परिणाम आउटपुट
8. कार्य-वस्तु अनलोडिंग

इसलिए प्रकाशित ४८-सेकंड का चक्र किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए एक संदर्भ के रूप में माना जाना चाहिए, न कि प्रत्येक क्रैंकशाफ्ट के लिए एक निश्चित मान के रूप में।

६. कई क्रैंकशाफ्ट दोष प्रकारों के लिए गहन शिक्षा आधारित दृष्टि प्रणाली

क्रैंकशाफ्ट निरीक्षण में दोष श्रेणियाँ शामिल होती हैं जिनकी दृश्य विशेषताएँ काफी भिन्न होती हैं। एकल पारंपरिक नियम-आधारित छवि-प्रसंस्करण विधि प्रत्येक निरीक्षण वस्तु के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है।

संदर्भित समाधान में गहन शिक्षा आधारित मशीन दृष्टि का उपयोग किया गया है, साथ ही विभिन्न क्रैंकशाफ्ट क्षेत्रों के अनुसार परिभाषित निरीक्षण क्षेत्र भी शामिल हैं।

व्यावहारिक परियोजनाओं के लिए, प्रशिक्षण और मान्यीकरण दोनों के लिए पर्याप्त दोष नमूने महत्वपूर्ण हैं।

यह विशेष रूप से निम्नलिखित दोषों के लिए प्रासंगिक है:

• समावेश
• काला स्केल
• सतह पर खरोंच
• प्रभाव चिह्न
• चूर्णन
• सामग्री की कमी

नमूना तैयारी अक्सर मशीन विज़न परियोजना के सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक होती है। प्रणाली को विश्वसनीय निरीक्षण मानदंड स्थापित करने के लिए OK उत्पादों और विभिन्न प्रकार की NG स्थितियों के प्रतिनिधित्वपूर्ण उदाहरणों की आवश्यकता होती है।

7. बिग बर्ड इंडस्ट्रियल की मशीन विज़न निरीक्षण क्षमताएँ

हारबिन बिग बर्ड इंडस्ट्रियल कंपनी, लिमिटेड (बिग बर्ड इंडस्ट्रियल), जो पूर्व में हारबिन शिमाडा बिग बर्ड इंडस्ट्रियल कंपनी, लिमिटेड थी, ऑटोमोटिव और परिशुद्धि-उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए परिशुद्धि औद्योगिक सफाई और मशीन विज़न निरीक्षण को शामिल करने वाले एकीकृत समाधान प्रदान करती है।

इसका मशीन विज़न व्यवसाय विशिष्ट निरीक्षण क्षेत्रों के आसपास संगठित है, जिनमें शामिल हैं:

• ओरिएंट सी — आयामी और ज्यामितीय निरीक्षण
• सरफेस सी — सतह दोष निरीक्षण
• असेंबली सी — असेंबली निरीक्षण और पोका-योके
• इनर सी — आंतरिक छिद्र और आंतरिक दीवार निरीक्षण
• पेंट सी — पेंट सतह दोष निरीक्षण
• एल्गोरिदम और सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म — दृष्टि एल्गोरिदम और सॉफ़्टवेयर प्रणालियाँ

क्रैंकशाफ्ट अनुप्रयोगों के लिए, सरफेस सी बाहरी सतह के दोषों का निरीक्षण कर सकता है, जबकि इनर सी आंतरिक छिद्रों और कठिन पहुँच वाले क्षेत्रों से संबंधित निरीक्षण आवश्यकताओं पर लागू किया जा सकता है।

यह संयोजन शक्ति-संचार घटक की ज्यामिति और गुणवत्ता आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न निरीक्षण प्रौद्योगिकियों के एकीकरण की अनुमति देता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

काउंटरवेट लाइटनिंग-होल के पक्ष के भेदन का पता क्यों लगाना आवश्यक है?

लाइटनिंग होल्स का उपयोग क्रैंकशाफ्ट के संतुलन को समायोजित करने और अनावश्यक द्रव्यमान को कम करने के लिए किया जाता है। यदि मशीनिंग के कारण कोई छिद्र संलग्न दीवार या सतह में प्रवेश कर जाता है, तो स्थानीय संरचना प्रभावित हो सकती है और क्षेत्र तनाव-संग्रहण का संभावित स्थान बन सकता है।

चूँकि दोष छिद्र के बाहर से दिखाई नहीं दे सकता है, आंतरिक क्षेत्र का निरीक्षण करने के लिए बोरस्कोप का उपयोग किया जा सकता है।

क्या एक दृष्टि एल्गोरिदम सभी प्रकार के क्रैंकशाफ्ट सतह दोषों का पता लगा सकता है?

आवश्यक नहीं है।

क्रैंकशाफ्ट के दोषों का आकार, बनावट, विपरीतता और स्थान में काफी अंतर हो सकता है। गहन सीखने के एल्गोरिदम को विभिन्न दोष श्रेणियों और निरीक्षण क्षेत्रों के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, लेकिन विश्वसनीय प्रदर्शन वास्तविक प्रशिक्षण और सत्यापन नमूनों पर भारी निर्भर करता है।

अंतर्विष्टियाँ और काली पैमाने जैसे दोष विशेष रूप से सामग्री और सतह की विशेषताओं पर निर्भर कर सकते हैं, जिससे नमूना संग्रह परियोजना का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाता है।

क्या ४८ सेकंड में वास्तव में इतने सारे निरीक्षण क्षेत्रों को कवर किया जा सकता है?

संदर्भित प्रणाली में समानांतर में काम करने वाले कई कैमरों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से अलग-अलग कैमरों को अलग-अलग निरीक्षण क्षेत्रों के लिए नियुक्त किया गया है। रोबोटिक स्थिति निर्धारण भी इमेजिंग प्रणाली को आवश्यक निरीक्षण स्थानों पर ले जा सकता है।

प्रकाशित ४८-सेकंड चक्र संदर्भित अनुप्रयोग के लिए लागू होता है। वास्तविक टैक्ट समय की गणना विशिष्ट क्रैंकशाफ्ट, निरीक्षण कवरेज, रोबोट पथ और छवि-संसाधन आवश्यकताओं के आधार पर की जानी चाहिए।

क्या तेल या पानी के दूषण को सतह के दोष के रूप में गलती से पहचाना जा सकता है?

हाँ।

तेल और पानी प्रतिबिंब, गहरे क्षेत्र या अन्य दृश्य पैटर्न बना सकते हैं जो कुछ सतह के दोषों के समान दिख सकते हैं। इसलिए उन्हें संदर्भित प्रणाली में विशिष्ट निरीक्षण लक्ष्यों के रूप में सूचीबद्ध किया गया है।

छवि एल्गोरिदम आकार और स्थान जैसी विशेषताओं का उपयोग करके विभिन्न स्थितियों के बीच अंतर कर सकते हैं। हालाँकि, यदि कार्य-वस्तु पर अत्यधिक तेल या पानी शेष रह जाता है, तो निरीक्षण से पहले ऊपर की ओर वायु-उड़ान (ब्लो-ऑफ) या सफाई से दृश्य हस्तक्षेप को कम करने में सहायता मिल सकती है।

निष्कर्ष

क्रैंकशाफ्ट दृश्य निरीक्षण केवल उच्च-रिज़ॉल्यूशन कैमरा लगाने का मामला नहीं है। क्रैंकशाफ्ट की जटिल ज्यामिति के लिए बहु-कोणीय इमेजिंग, रोबोटिक स्थिति-निर्धारण, अनुकूलित बोरस्कोप, डीप-लर्निंग एल्गोरिदम और ट्रेसैबिलिटी कार्यों के संयोजन की आवश्यकता होती है।

बाहरी जर्नल्स, फ्लैंज सतहों और कीवे के लिए, बहु-कैमरा दृश्य व्यापक सतह कवरेज प्रदान करता है। केंद्र छिद्रों और काउंटरवेट लाइटनिंग छिद्रों के लिए, बोरस्कोप निरीक्षण पारंपरिक बाहरी कैमरों द्वारा सीधे देखे जा सकने वाले क्षेत्रों के बाहर मशीन दृश्य को विस्तारित करता है।

संदर्भित अनुप्रयोग के लिए, प्रणाली 48 सेकंड का प्रकाशित निरीक्षण चक्र प्रदान करती है, जिसका अंतिम विन्यास और टैक्ट विशिष्ट क्रैंकशाफ्ट ज्यामिति और निरीक्षण आवश्यकताओं द्वारा निर्धारित किया जाता है।