Hengerfej végellenőrzési hibafelismerés: 8K-s vonalas képfeldolgozás a tömítőfelületeken

Áttekintés

A megmunkálás után a hengertömlő-fejeket végleges minőségellenőrzésnek kell alávetni, mielőtt elhagyják a gyártósorot a tárolásra vagy az összeszerelésre. A fő ellenőrzési területek a hengertömlő-fej-fedeles tömítőfelület, a csavar-támaszfelületek és a hengertömlő-fej alsó felülete .

A Big Bird Industrial hengertömlő-fej gyártásvég-vizuális ellenőrzési megoldása egy 8K vonalszkennelő kamerát, egy 12 MP felületi szkennelő kamerát, speciális megvilágítást és együttműködő robotos pozicionálást kombinál karcolások, kiemelkedő hibák, bemélyedések, repedések és ütésnyomok észlelésére kritikus megmunkált felületeken.

Az említett rendszer hivatalosan közzétett ellenőrzési ciklusa 3,5 perc munkadarabonként , a végső ciklusidő a munkadarab és az ellenőrzési követelmények szerint konfigurálható.

1. Hengerfej végellenőrzése: Miért fontosak a tömítőfelületek

A megmunkálás befejezése után, de mielőtt a hengerfej elhagyja a gyártósorot, a végső ellenőrzés fontos minőségi ellenőrzési pontot jelent.

A hivatkozott alkalmazás esetében az ellenőrzés három fő területre összpontosít:

• Hengertömlő-fej fedél tömítőfelülete
• Hengertető csavaralátámasztó felületek
• Hengerfej alsó felülete

Ezek a területek kritikusak, mert összeszerelés közben érintkezési vagy tömítőfelületeket alkotnak. Felületi hibák – például karcolások, bemélyedések, repedések vagy kiemelkedő részek – befolyásolhatják a kapcsolódó alkatrészek közötti érintkezési viszonyt.

Kiemelkedő hibák a tömítőfelületeken

A kiemelkedő hibák különös figyelmet igényelnek a tömítőfelületeken.

Egy helyi kiemelkedés összeszerelés közben magas pontot hozhat létre a illeszkedő felületek között. Amikor a csavarokat meghúzzák, ez egyenetlen helyi terhelést okozhat, vagy befolyásolhatja a tömítés összenyomódását.

Azonban a tényleges elfogadási határértéket a vevő mérnöki követelményei alapján kell meghatározni. Az alábbi paramétereket hibamagasság, -mélység, -felület és -helyzet mennyiségi adatokkal kell meghatározni, nem pedig kizárólag vizuális leírásokra, például „kiemelkedő” vagy „behorpadt”, támaszkodni.

Miért nehéz a tömítőfelületeket képezni

A tömítőfelületek gyakran viszonylag síkak, simák és megnyúltak. Ez több kihívást jelent a gépi látás számára:

• A hibák kontrasztja alacsony lehet a megmunkált felülettel szemben
• A visszaverődések fényforrás-szögtől függően változhatnak
• Az ellenőrzési terület hosszú és keskeny lehet
• Egyetlen területi szenzoros kamera esetleg nem fed le hatékonyan az egész felületet

Itt válik különösen hasznos a vonalas leképezés.

2. Ellenőrzési megoldás: 8K vonalas leképezés + területi leképezés

A hivatkozott rendszer az ellenőrzési terület geometriájának megfelelően különböző leképezési technológiákat alkalmaz.

Hengertömlő-fej fedél tömítőfelülete

A tömítőfelületet a következőkre ellenőrizzük:

• Ledurva
• Kiemelkedő hibák
• Deformációk
• Törések
• Ütésnyomok

Egy 8K vonalas leképezési kamera és speciális vonalas leképezési világítás szolgál a hosszúkás tömítési felület folyamatos leképezésére.

Hengertető csavaralátámasztó felületek

A csavar támasztófelületeit a következőkre ellenőrizzük:

• Ledurva
• Törések
• Ütésnyomok

Ezeket a területeket a területi leképezési konfiguráció fedez le.

Hengerfej alsó felülete

Az alsó felületet a következőkre vizsgálják:

• Ledurva
• Törések
• Ütésnyomok
• A megadott tömítési sávok területén belüli hibák

Az ellenőrzési régiókat a látási szoftverben meghatározhatjuk a valós hengerfej-geometria és az ügyfél által meghatározott minőségi kritériumok alapján.

3. Miért érdemes 8K vonalas leképezési kamerát használni?

A vonalas és a területi leképezés közötti választást a következők alapján kell meghozni ellenőrzési geometria és relatív mozgás , nem csupán a kamera felbontása.

Egy megnyúlt tömítőfelület esetén egy területi (area-scan) kamerának több képre lehet szüksége a teljes ellenőrzési terület lefedéséhez. Ezeket a képeket ezután igazítani vagy összevarázsolni (stitching) kell.

Ez növelheti a rendszer bonyolultságát, és további szempontokat is felvet, például:

• Képek átfedése
• A fényerősség-egyezés
• Kamera pozicionálása
• Csatolási pontosság
• Felülvizsgálati ciklusidő

Egy vonalszkennelő (line-scan) kamera a felületet soronként rögzíti, miközben a munkadarab és a kamera egymáshoz képest mozognak. Az így kapott kép folyamatos ellenőrzési sávot képviselhet.

A kulcselv a következő:

Hosszú, folyamatos ellenőrzési terület → szabályozott relatív mozgás → soronkénti képfelvétel.

Hengerfej tömítőfelületek esetében ez az eljárás hatékony módszert kínál a folyamatos, nagy felbontású képfelvétel biztosítására.

A tényleges vonalszkennelő teljesítmény továbbra is függ olyan tényezőktől, mint a mozgás stabilitása, az optikai felbontás, a megvilágítás, a kamera és a munkadarab távolsága, valamint a szükséges hibaméret.

4. Hardverkonfiguráció

Az említett berendezés vonalszkenner és területi szkenner képalkotási technikákat kombinál.

Képszintézis rendszer

• 8K vonalszkenner kamera: 1 darab
• 12 MP területi szkenner kamera: 1 darab
• Vonalszkenner fényforrás: 1 Szett
• Körvilágítás: 1 Szett

A 8K vonalszkenner kamerát elsősorban a hosszú tömítési felület vizsgálatára használják, míg a területi szkenner kamera a többi ellenőrzési területet fedi le.

Robotos pozicionálás

Együttműködő robotok konfigurálhatók a következő márkák szerint:

• Elite Robots
• SIASUN
• Han's Robot
• JAKA

A robot a kamerát a programozott ellenőrzési útvonal és a munkadarab geometriája alapján pozicionálja.

Látási és adatfunkciók

A rendszer integrálja:

• Kódolvasás
• Gépi Látás Vizsgálat
• Mélytanulási algoritmusok
• Ellenőrzés nyomon követhetősége
• Adat Elemzés
• Távoli megtekintés

Ez lehetővé teszi, hogy az ellenőrzési eredményeket egyedi munkadarabokhoz rendeljék, így biztosítva a későbbi minőségellenőrzést és nyomon követhetőséget.

5. Műszaki jellemzők

Az alábbi műszaki adatok a hivatkozott rendszer nyilvánosan elérhető termékinformációin alapulnak.

Tétel	Műszaki adatok
Alkalmazás	Kereskedelmi járművek, személygépjárművek, beleértve az újenergiás járműveket (NEV-ket)
Munkadarabok	Újenergiás meghajtási rendszerek alkatrészei; dízel- és benzinmotoros meghajtási rendszerek alkatrészei
Közzétett vizsgálati ciklus	3,5 perc
Vonalszkenneres kamera	8K × 1
Területfelismerő kamera	12 MP × 1
Vonalscanning fény	1 Szett
Gyűrűfény	1 Szett
Ipari számítógép	Advantech
Robotválasztási lehetőségek	Elite, SIASUN, Han's Robot, JAKA
Ellenőrzési technológia	Gépi látás + mélytanulás
Funkciók	Kódolvasás, ellenőrzés, nyomvonalazhatóság, adatelemzés és távoli megtekintés

Aa 3,5 perces ciklus egy közzétett alkalmazási érték , nem pedig univerzális ciklusidő-garancia. A tényleges taktidőt a hengerfej tervezése, az ellenőrzési terület, a robot mozgása, valamint a képfelvétel és feldolgozás igényei szerint kell értékelni.

6. Kulcsfontosságú kiválasztási szempontok

6.1 Vonalszkenner ellenőrzéshez a relatív mozgás szabályozása

A vonalszkenneres képfelvétel a kamerának és a munkadarabnak egymáshoz viszonyított, szabályozott mozgását igényli.

Ezért a rendszer tervezése során figyelembe kell venni a következőket:

• Szállítószalag- vagy pozicionálási sebesség stabilitása
• Robotmozgás pontossága
• Munkadarab pozicionálása
• Kamera–munkadarab távolság
• Indítási szinkronizáció
• Képfelvételi sebesség

Az instabil mozgás befolyásolhatja a kép geometriáját és az ellenőrzés konzisztenciáját.

6.2 A kiemelkedő és bemélyedő hibák mennyiségi meghatározása

Az ellenőrzési kritériumoknak meghatározott, mérhető határokat kell megadniuk a kiemelkedő és a bemélyedő hibákra.

Például:

• Legnagyobb elfogadható magasság
• Legnagyobb elfogadható mélység
• Legkisebb észlelhető terület
• Hiba hossza
• Hibahely

A szoftveralgoritmus fejlesztéséhez és érvényesítéséhez tipikus megfelelő (OK) és nem megfelelő (NG) mintákat kell előkészíteni.

6.3 A tömítő sáv területének egyértelmű meghatározása

A tömítő sáv az egyik legfontosabb ellenőrzési terület.

Határait egyértelműen meg kell határozni a látási szoftverben annak elkerülésére, hogy:

• Hiányozzanak a hibák az ellenőrzési határ közelében
• Hamis riasztások keletkezzenek nem kritikus területekről
• Normál szélelemeket helytelenül osztályozzanak

6.4 Robotpályák tervezése több modellhez

Amikor több hengerfej-modellt gyártanak ugyanazon a gyártósoron, akkor minden modell más ellenőrzési pályát igényelhet.

Ezért a rendszernek a következőket kell figyelembe vennie:

• Automatikus modellfelismerés
• Programváltás
• Robot útvonalváltási ideje
• Ellenőrzési területek közötti különbségek
• Kamera pozicionálása
• Jövőbeni modellbővítés

7. Mélytanuláson alapuló ellenőrzés megmunkált hengerfej-felületeken

A megmunkált hengerfej-felületeken olyan hiányosságok fordulhatnak elő, amelyek vizuális jellemzői lényegesen eltérnek egymástól.

A hivatkozott rendszer gépi látást kombinál mélytanulási algoritmusok a konfigurálható ellenőrzési területek és a hiányosságok osztályozása támogatására.

Az algoritmus tényleges teljesítménye erősen függ a mintaadatbázis minőségétől.

Egy gyakorlatias projektnek a következő képviseleti példákat kell tartalmaznia:

• Ledurva
• Törések
• Deformációk
• Kiemelkedő hibák
• Ütésnyomok
• Normál megmunkálási nyomok
• Elfogadható felületi változások

A normál megmunkálási jellemzők különösen fontosak, mert a látási rendszernek képesnek kell lennie arra, hogy megkülönböztesse a tényleges minőségi hiányosságoktól a jogos gyártási jellemzőket.

8. Big Bird Industrial gépi látásos ellenőrzési képességei

A Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), korábban Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., komplex, pontos ipari tisztítási és gépi látási megoldásokat nyújt az autóipari és a precíziós gyártási alkalmazásokhoz.

Gépi látásos tevékenysége hat specializált területet ölel fel:

• Orient See — dimenziós és geometriai ellenőrzés
• Felület – lásd — felületi hibák ellenőrzése
• Összeszerelés – lásd — összeszerelési ellenőrzés és poka-yoke
• Belső – lásd — belső furatok és belső falak ellenőrzése
• Festés – lásd — festett felület hibáinak ellenőrzése
• Algoritmus és szoftverplatform — gépi látás algoritmusok és szoftverek

Megmunkált hengerfejek esetén Felület – lásd az ellenőrző rendszer konfigurálható úgy, hogy a tömítőfelületeket, a csavar támaszterületeket és egyéb kritikus megmunkált régiókat ellenőrizze az ügyfél hiányossági kritériumai és gyártási taktja alapján.

A kódolvasási és nyomvonalazási funkciók is integrálhatók, így az ellenőrzési eredmények összekapcsolhatók az egyes munkadarabokkal.

GYIK

Miért érdemes vonalszkennelő kamerát használni az árnyékoló (területi) kamera helyett?

A hengerfej tömítőfelülete egy hosszú, folyamatos ellenőrzési terület. Egy területi leolvasású kamera több képet igényelhet az egész terület lefedéséhez, majd ezeket igazítani vagy össze kell illeszteni.

Egy vonalfelbontásos kamera folyamatosan, soronként rögzíti a felületet, miközben relatív mozgás lép fel a kamera és a munkadarab között. Ez különösen alkalmas hosszúkás ellenőrzési területekre.

Miért fontosak a kiemelkedő hibák tömítőfelületeken?

Egy kiemelkedő hiba helyi magas pontot hozhat létre az illeszkedő felületek között. Az összeszerelés során ez befolyásolhatja a tömítés összenyomódását, vagy egyenetlen helyi terhelést eredményezhet.

A tényleges elfogadási küszöböt a vevő műszaki követelményeiből kell meghatározni, és reprezentatív OK és NG minták segítségével érvényesíteni.

Egy 3,5 perces ellenőrzési ciklus túl lassú egy megmunkáló sor számára?

A hivatkozott rendszer arra lett tervezve, hogy végellenőrzést végezzen , így ciklusideje nem feltétlenül egyezik meg minden előtte lévő megmunkálási művelet ciklusidejével.

Ha rövidebb taktidő szükséges, lehetséges megközelítések például:

• Párhuzamos ellenőrzőállomások
• Optimalizált robotpályák
• További képfeldolgozó egységek
• Párhuzamos képfeldolgozás
• Felesleges robotmozgások csökkentése

A teljes ciklusidő-elemzést el kell végezni a végleges felszerelés kiválasztása előtt.

Mennyi ideig tárolhatók a hibás képek?

A rendszer nyomvonalazhatóságot, adatelemzést és távoli megtekintési funkciókat biztosít. A tényleges képtárolási időt a tárolási konfiguráció és a gyári minőségirányítási követelmények határozzák meg.

Gyártási alkalmazások esetén a műszaki specifikációnak tartalmaznia kell a következőket:

• Képtárolási időtartam
• Tárolókapacitás
• Adatformátum
• Képek lekérésének módja
• Alkatrész–kép kapcsolat
• Biztonsági mentési stratégia

Összefoglalás

A hengerfej végellenőrzése többet igényel, mint csupán annak megállapítása, hogy egy megmunkált felület vizuálisan elfogadhatónak tűnik-e.

A kritikus tömítési és érintkezési felületek esetén az ellenőrző rendszernek össze kell kombinálnia megfelelő képfeldolgozási technológiát, stabil mozgást, szabályozott megvilágítást, egyértelműen meghatározott ellenőrzési területeket és megbízható hibakategóriázást .

A hivatkozott megoldás egy 8K vonalszkennelő kamera, 12 MP területi szkennelő kamera, speciális megvilágítás és együttműködő robotos pozicionálás , a gépi látás, a mélytanulás és a nyomon követhetőségi funkciók mellett.

Hosszú tömítési felületek esetén a vonalszkennelés folyamatos, nagy felbontású ellenőrzésre nyújt gyakorlatias megoldást. A területi szkennelés ezután más, lokális ellenőrzési régiókra alkalmazható.

Egy közzétett 3,5 perces ellenőrzési ciklussal , a rendszer konfigurálható megoldást kínál az esztergált hengerfejek végellenőrzéséhez gyártási hibák szempontjából. A végső taktidő, az optikai konfiguráció és az ellenőrzési kritériumok meghatározását a konkrét munkadarab és a gyártási igények alapján kell elvégezni.