Végellenőrzési látási Poka-Yoke rendszer motor- és váltóegységekhez: hiányzó és helytelenül felszerelt alkatrészek automatizált észlelése

Áttekintés

A hiányzó vagy helytelenül felszerelt alkatrészek az autógyártási sor végén manuálisan legnehezebben azonosítható összeszerelési hibák közé tartoznak.

Dízelmotorokhoz, benzinmotorokhoz, váltókhoz és egyéb autóipari összeszerelésekhez a végellenőrzési látási Poka-Yoke rendszer automatikusan ellenőrizheti a kritikus alkatrészeket, például csavarokat, szíjakkal ellátott ékszíjakat, típustáblákat, tanúsítványokat, ventilátorokat és szűrőket .

A lánclemezes szállítás, ipari kamerák, robotos ellenőrzés, kódolvasás és képalapú ellenőrzés kombinálásával a rendszer egy online minőségi ellenőrzési pontot biztosít a teljes összeszerelés gyártósori elhagyása előtt.

Leírt rendszer támogatja a 70 másodperces gyártási taktot és egy nyilvánosan megadott 99%-os pontossági arányt , valamint képarchiválást, nyomkövetést és hiányzó/hibás összeszerelési adatok elemzését.

1. Miért jelent kritikus végállomási kockázatot a hiányzó vagy hibás összeszerelés

Az összeszerelési hibák eltérnek a hagyományos méreti hibáktól.

Egy méreteltérés gyakran azonosítható mérőeszközzel vagy mérőrendszerrel. Az összeszerelési hibák esetében azonban gyakran ellenőrizni kell, hogy egy alkatrész ténylegesen jelen van-e, megfelelő helyzetben van-e, illetve megfelelően van-e konfigurálva.

Egy motor- vagy váltóösszeszerelő soron a munkavállalóknak ellenőrizniük kell:

• A csavarok felszerelése megtörtént-e
• A szíj megfelelően van-e felszerelve
• A típustábla jelen van-e
• A tanúsítvány hozzá van-e rögzítve
• A ventilátor felszerelése megtörtént-e
• A szűrő felszerelése megtörtént-e
• Egyéb megadott alkatrészek jelen vannak-e és megfelelő helyzetben vannak-e

Amikor a gyártási taktidő rövid, és az alkatrészek száma magas, a kizárólagosan manuális vizuális ellenőrzés jelentős ismétlődő ellenőrzési terhelést eredményez.

Miért fontos az összeszerelési vonal végén végzett ellenőrzés

Ha egy hiányzó vagy helytelenül felszerelt alkatrész nem azonosítható fel az összeszerelés vonalról való elhagyása előtt, akkor a probléma csak a további összeszerelés során, a jármű tesztelésekor vagy a szervizelés során válik nyilvánvalóvá.

Egy automatizált végellenőrző állomás biztosítja a végső ellenőrzési pontot:

Összeszerelés → Látási ellenőrzés → OK / HIBÁS eredmény → Nyomon követhetőség → Engedélyezés vagy újrafeldolgozás

A cél nem pusztán az operátorok kiváltása. Ehelyett a rendszer egy konzisztens, automatizált ellenőrzést biztosít a meghatározott ellenőrzési tételek számára, és rögzíti az összeszerelés állapotát a gyártási folyamat végén.

2. Felszerelés konfigurációja: láncos lemezszállító + robotos látási ellenőrzés

A leírt végellenőrző rendszer egy láncos lemezszállítót és robotos ellenőrzési konfigurációt használ .

Az összeszerelés szerkezetétől és az ellenőrzési pontok eloszlásától függően a rendszer egyetlen vagy több robotot is használhat.

Láncos lemezszállítás

A láncos lemezszállító az motor- vagy váltóösszeszerelést szállítja át az ellenőrző állomáson.

A szállítórendszer meghatározott ellenőrzési pozíciót biztosít, és integrálja az ellenőrzési folyamatot a gyártósorba.

Robotikus kamerás ellenőrzés

A robotok a vizsgálati kamerákat szállítják vagy pozícionálják az összeszerelés körül.

Ez fontos, mert az autóipari hajtáslánc-összeszerelések bonyolult háromdimenziós geometriával rendelkeznek. Az ellenőrzési pontok eloszlása a következők szerint történhet:

• Felső felületek
• Oldalfelületek
• Elülső és hátsó területek
• Végfelületek
• Mélyülő régiók
• Egyéb alkatrészszerű helyek

A robotos konfiguráció lehetővé teszi az ellenőrző rendszer számára, hogy különböző megtekintési pozíciókhoz érjen el anélkül, hogy nagyszámú állandóan rögzített kamerára lenne szükség.

3. Mit tud ellenőrizni a rendszer?

A rendszert úgy lehet konfigurálni, hogy hiányzó vagy helytelenül felszerelt alkatrészeket észleljen az ügyfél ellenőrzési követelményei szerint.

Tipikus ellenőrzési tárgyak:

Csavarok

A rendszer ellenőrizheti, hogy a megadott csavarhelyeken megtalálhatók-e az elvárt alkatrészek.

Az ellenőrzésnek csak azt kell meghatároznia, hogy jelenlét vagy azt is értékelnie kell, hogy a meghúzási pozíció, az orientáció vagy egyéb jellemzők megfelelőek-e a projekt specifikációjának meghatározása során kell meghatározni.

Szíjhajtások

Szelepvezető (serpentine) szíjakkal felszerelt motorok esetén a gépi látás ellenőrizheti, hogy a szíj jelen van-e, és hogy látható vezetése megfelel-e a meghatározott ellenőrzési feltételnek.

Adattáblák és tanúsítványok

A rendszer ellenőrizheti az azonosítással kapcsolatos alkatrészek jelenlétét és helyzetét.

Kódolvasási funkciók is integrálhatók, ha termékazonosításra vagy nyomon követhetőségre van szükség.

Ventilátorok és szűrők

A látási rendszer ellenőrizheti a megadott alkatrészek jelenlétét és látható felszerelési állapotát.

A tényleges ellenőrzési kritériumok az alkatrész geometriájától és attól függenek, hogy a releváns jellemző látható marad-e az összeszerelés után.

4. Az OK/NG-en túl: kódolvasás és képnyomon követhetőség

Egy végellenőrzési látási rendszer egyik fontos jellemzője, hogy többet tesz, mint egyszerűen OK vagy NG eredményt ad ki.

A leírt rendszer integrálható:

• Kódolvasás
• Gépi Látás Vizsgálat
• Teljes összeszerelési képfelvétel
• Kézi újraellenőrzés
• Nyomon követhetőség
• Hiányzó/hibás szerelési adatelemzés

Általános kép-megőrzés

A teljes szerelési kép megőrizhető a vizsgálati jegyzőkönyv részeként.

Ez fontos nyomkövetési funkciót biztosít.

Ha minőségi problémát azonosítanak később, a feldolgozás utáni szakaszban vagy a szállítás után, a gyártó lekérheti a rögzített képet, és ellenőrizheti a szerelési állapotot a termék gyártósori elhagyásakor.

Ez segíthet eldönteni, hogy a hiba már látható volt-e a gyártósor végén végzett ellenőrzés során, vagy esetleg egy későbbi folyamatban keletkezett.

5. Műszaki jellemzők

Az alábbi specifikációk a leírt testreszabott rendszerre vonatkozó, nyilvánosan elérhető termékinformációkon alapulnak.

Tétel	Műszaki adatok
Felszerelés típusa	Lánclemez-szállítószalag + robotos látási ellenőrzés
Alkalmazás	Kereskedelmi járművek, személygépjárművek és új energiával működő járművekhez kapcsolódó alkalmazások
Munkadarabok	Dízelmotor-összeállítások, benzinmotor-összeállítások, sebességváltó-összeállítások
A berendezés méretei	Kb. 11,23 × 5,04 × 3,14 m
KONFIGURÁCIÓ	Egyetlen robot vagy több robot
A gyártási taktidőt	70 másodperc, testre szabható a munkadarabnak megfelelően
Nyilvánosan meghatározott pontosság	99%
Ipari fényképezőgép	20 MP
Világítás	Nagy teljesítményű, magas fényerősségű fényforrás + magas fényerősségű sávfények
Robotválasztási lehetőségek	FANUC, ABB, KUKA, Yaskawa, SIASUN, ELITE és egyéb gyártók
Vezérlőrendszer	Siemens, Mitsubishi, Advantech ipari számítógép
Ellenőrzési funkciók	Kódolvasás, alkatrész-ellenőrzés, teljes kép rögzítése, manuális újraellenőrzés, nyomvonalazhatóság és adatelemzés
Berendezéstervezés	Egyedi / nem szabványos

A tényleges kamerák, világítás, robotok és szoftverkonfigurációk kiválasztását az összeszerelési szerkezet és a vizsgálati követelmények alapján kell elvégezni.

6. Kulcsfontosságú kiválasztási szempontok

6.1 Minden ellenőrzési elem meghatározása a rendszer tervezése előtt

„Ellenőrizze, hogy a csavar be van-e szerelve” és „ellenőrizze, hogy a csavar megfelelően meghúzva van-e” két különböző ellenőrzési követelmény.

Hasonlóképpen:

• Jelen van-e a szíj?
• Megfelelően van-e vezetve a szíj?
• Jelen van-e a típustábla?
• Olvasható-e az azonosító kód?
• Csatlakoztatva van-e egy cső?
• A cső megfelelő irányban van-e csatlakoztatva?

Ezeknek a követelményeknek különböző képalkotási módszerekre és ellenőrzési logikára lehet szükségük.

Ezért az első lépésnek egy teljes ellenőrzési tétellistát kell létrehozni, és minden tételhez meg kell határozni az elfogadási kritériumokat.

6.2 A robotok száma az ellenőrzési pontok eloszlásától függ

Egy teljes motor- vagy váltóegység több felületen is rendelkezik ellenőrzési pontokkal.

Egyetlen robot elegendő lehet egyes konfigurációk esetében, míg több robotra akkor van szükség, ha:

• Az ellenőrzési pontok széles körben vannak elosztva
• Több nézőszög szükséges
• Egyes területek elérése nehézkes
• A gyártási takt szűk
• Párhuzamos képfelvétel szükséges

A robotok számát ezért az aktuális ellenőrzési pontok térképe alapján kell meghatározni, nem pedig egyszerűen a munkadarab teljes mérete alapján.

6.3 A képtárolási követelményeket korán kell meghatározni

Az összeszerelési képek általános tárolása értékes nyomvonalazhatóságot biztosíthat, de egyúttal adattárolási igényt is generál.

A üzembe helyezés előtt a projektnek meg kell határoznia:

• Mely képeket kell tárolni
• Képfelbontás
• Fájlformátum
• Tartalmazási időszak
• Napi összeszerelési darabszám
• Tárolókapacitás
• Adatelérési módszer

Ezeket a követelményeket a berendezés szállítása előtt célszerű a műszaki leírásba belefoglalni.

6.4 A nyilvános pontossági specifikációkat tényleges minták alapján kell érvényesíteni

A nyilvánosan felsorolt rendszer-specifikáció pontosságot ad meg 99%.

Ezt az értéket termékszintű, nyilvánosan közzétett specifikációként kell érteni, nem pedig minden ellenőrzési alkalmazásra vonatkozó általános garanciaként.

A tényleges teljesítmény a következő tényezőktől függ:

• Alkatrész láthatósága
• Kamera felbontás
• Világítás
• Felületi állapot
• Takarás
• Termékváltozatok
• Ellenőrzési algoritmus
• Minta minősége
• Meghatározott elfogadási kritériumok

Biztonsági szempontból kritikus vagy súlyos következményekkel járó ellenőrzési elemek esetén az elfogadási kritériumokat ezért külön kell meghatározni és érvényesíteni képviselő gyártási minták felhasználásával.

7. Mi történik, ha a rendszer nem tud egyértelmű döntést hozni?

Egyetlen gépi látási rendszert sem szabad úgy tervezni, hogy feltételezi: minden kép mindig tökéletesen osztályozható.

A valós gyártási környezetben a komponensek részben eltakarhatók, a megvilágítás változhat, a felületek tükrözhetik a fényt, vagy egy ellenőrzési jellemző egyszerűen nem látható a rendelkezésre álló nézőszögből.

Egy gyakorlatias rendszer ezért tartalmazhat egy kézi újraellenőrzési folyamatot meghatározott bizonytalan vagy nem megfelelő esetekre.

A munkafolyamat a következő lehet:

Automatikus ellenőrzés → Egyértelmű OK → Engedélyezés

Automatikus ellenőrzés → Egyértelmű NG → Javítás / Elutasítás

Automatikus ellenőrzés → Bizonytalan eredmény → Kézi újraellenőrzés

Ez a megközelítés lehetővé teszi az automatizálás számára, hogy kezelje az ismétlődő ellenőrzéseket, miközben fenntartja egy szabályozott módszert a kivételes esetek kezelésére.

8. Többmodell-es gyártás és termékátállás

Az autóipari gyárak gyakran több motor- vagy sebességváltó-modellt gyártanak ugyanazon a gyártósoron.

Egy végellenőrzési látási rendszer integrálhatja a kódolvasást és a termékprogram-csere funkciót úgy, hogy a megfelelő ellenőrzési programot a felismert modell alapján választja ki.

Egy tipikus folyamat:

Termékazonosítás → Programkiválasztás → Robotpálya-kiválasztás → Modellspecifikus ellenőrzés → Eredmény rögzítése

Ugyanakkor a különböző modellek jelentős eltéréseket mutathatnak a következő területeken:

• Külső méretek
• Alkatrészek elhelyezése
• Ellenőrzési pontok
• Kamerahelyzetek
• Robotpályák
• Elfogadási kritériumok

Ezért a teljes terméklista értékelését el kell végezni a többmodell-kompatibilitás megerősítése előtt.

9. Látási ellenőrzési képességek a Big Bird Industrial / CN ISEE-nél

Big Bird Industrial, korábban Harbin Shimada Big Bird Industrial, integrált ipari tisztítási és gépi látási megoldásokat kínál az autóipari és precíziós gyártáshoz.

Specializált gépi látásos üzletáguk, a CN ISEE , hat fő megoldási területet fog át:

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

AÖsszeszerelés – lásd sorozat az összeszerelés-ellenőrzésre és hibamentesítésre specializálódott alkalmazásokra összpontosít, ideértve a motorok, sebességváltók és egyéb autóipari összeszerelések sorozatvégi ellenőrzését.

A projekt jellegétől függően a rendszer kombinálhatja a gépi látást, kódolvasást, robotos ellenőrzést, képarchiválást, kézi újraellenőrzést és nyomkövetési funkciókat.

10. Gyakran ismételt kérdések (GYIK)

K: Mi történik, ha a közzétett pontosság 99%? Mi a helyzet a többi esettel?

A közzétett 99%-os értéket nem szabad úgy értelmezni, mintha minden lehetséges ellenőrzési feltétel mellett pontosan ugyanilyen eredmény érhető el.

A bizonytalan esetek akadályozásból, megvilágítási viszonyokból, alkatrészváltozatosságból vagy eléggé láthatatlan jellemzőkből származhatnak.

Ezért egy gyakorlatias rendszer manuális újraellenőrzést is tartalmazhat meghatározott, bizonytalan esetekre, miközben a begyűjtött minták segítségével javíthatók az ellenőrzési paraméterek és algoritmusok.

K: Miért szükséges több robot?

Az autóipari szerelvények háromdimenziósak, és az ellenőrzési pontok több irányban is eloszthatók.

Több robot feloszthatja az ellenőrzési munkaterhelést nézeti terület vagy ellenőrzési csoport szerint, ami csökkentheti a robotok mozgását és konzisztensebb képfeltétel fenntartását segítheti.

A végső robotkonfigurációt az ellenőrzési pontok eloszlása és a szükséges gyártási takt alapján kell meghatározni.

K: Mi a gyakorlati értéke annak, ha megőrzi az egész szerelvény képét?

Az általános kép eredeti vizuális feljegyzést nyújt a szerelvény állapotáról a sorvég-ellenőrzési ponton.

Ha később minőségi problémát azonosítanak, a gyártó lekérheti a megfelelő feljegyzést, és áttekintheti a szerelvény állapotát az ellenőrzés időpontjában.

Ez hozzájárulhat a nyomkövethetőséghez, a minőségelemzéshez és a folyamatjavításhoz.

K: A rendszer képes különböző motor modellek ellenőrzésére?

Igen, a rendszert termékazonosításra és több modellhez alkalmazható programváltásra tervezték.

Azonban a tényleges kompatibilitás függ az összeszerelési méretek, az alkatrészek elhelyezése, az ellenőrzési követelmények és a robotpályák közötti különbségektől.

Ezért a rendszertervezés során teljes listát kell szolgáltatni a motor- és váltómodellekről, hogy értékelni lehessen a szükséges ellenőrzési programokat és a robotkonfigurációkat.

Összefoglalás

Egy végállomásos látási poka-yoke rendszer automatizált minőségi ellenőrzési pontot biztosít bonyolult autóipari összeszerelésekhez.

Motorokhoz és váltókhoz a rendszer a következőket kombinálhatja:

Kódolvasás + Robotos látás + Alkatrész-ellenőrzés + Teljes kép tárolása + Kézi újraellenőrzés + Nyomkövethetőség

A sikeres rendszer kulcsa nem csupán egy nagy felbontású kamera kiválasztása. Az ellenőrzési követelményeket először egyértelműen meghatározott módon kell lefordítani ellenőrzési tételek, elfogadási kritériumok, kamerahelyzetek, robotpályák, megvilágítási feltételek és adattárolási követelmények .

Megfelelő konfiguráció mellett az automatizált látási ellenőrzés konzisztens végső ellenőrzési szakaszt biztosíthat egy motor vagy váltó összeszerelése előtt, mielőtt azok elhagyják a gyártósorot.

Big Bird Industrial / CN ISEE képes egyedi végellenőrzési gépi látási és összeszerelési hibabiztosítási rendszerek fejlesztésére a munkadarab szerkezete, az ellenőrzési tételek, a termékváltozatok és a gyártási takt alapján.