Pemeriksaan Cacat Permukaan Poros Engkol: Pemeriksaan Visi Menyeluruh terhadap Journal Utama dan Journal Batang dengan Deteksi Boreskop

Ikhtisar

Poros engkol merupakan komponen berputar yang kompleks dengan berbagai journal, bobot penyeimbang, area flens, alur pasak, dan lubang internal. Oleh karena itu, sistem pemeriksaan yang andal harus mencakup tidak hanya cacat permukaan yang terlihat, tetapi juga area dalam atau tersembunyi yang tidak dapat diperiksa secara efektif menggunakan kamera eksternal konvensional.

Solusi inspeksi visi poros engkol Big Bird Industrial menggabungkan beberapa kamera area-scan, boreskop yang disesuaikan, penempatan robotik, visi mesin berbasis pembelajaran mendalam, serta pelacakan kode. Sistem ini dirancang untuk memeriksa cacat permukaan poros engkol, memverifikasi penetrasi lubang ringan pada penyeimbang, mendeteksi benda asing di dalam lubang pusat, serta membaca kode identifikasi produk.

Untuk aplikasi yang dirujuk, siklus inspeksi yang dipublikasikan adalah 48 detik, dengan takt aktual yang dapat dikonfigurasi sesuai kebutuhan benda kerja dan inspeksi.

1. Mengapa Inspeksi Poros Engkol Sangat Menantang

Poros engkol merupakan komponen inti sistem penggerak yang bertugas mengubah gerak bolak-balik torak menjadi keluaran berputar. Geometrinya sangat tiga dimensi, dengan journal utama dan journal batang yang tersebar sepanjang poros serta dihubungkan oleh web engkol dan penyeimbang.

Bergantung pada desain poros engkol, cakupan inspeksi dapat meliputi:

• Journal utama
• Journal batang
• Journal panjang
• Journal flens
• Permukaan flens
• Alur pasak
• Lubang pusat
• Lubang ringan penyeimbang
• Ujung kecil

Meskipun banyak area ini memiliki permukaan logam yang serupa, cacat potensialnya dapat sangat berbeda. Sasaran inspeksi khas meliputi:

• Tanda benturan
• Goresan
• Noda
• Tanda abrasi
• INKLUSI
• Retakan
• Kerak hitam atau area kulit-hitam
• Kekurangan Material
• Kontaminasi minyak atau air

Tantangan menjadi lebih besar karena poros engkol merupakan komponen berputar dengan berbagai sudut inspeksi. Stasiun kamera tetap konvensional mungkin tidak memberikan cakupan yang memadai terhadap semua permukaan yang diperlukan. Oleh karena itu, sistem inspeksi memerlukan gerakan terkoordinasi dan akuisisi gambar dari berbagai sudut.

Tembusan Sisi Lubang Ringan Penyeimbang

Salah satu item inspeksi yang sangat penting adalah tembusan sisi lubang ringan penyeimbang.

Lubang ringan dibuat dengan mesin untuk menyesuaikan keseimbangan poros engkol dan mengurangi massa yang tidak perlu. Jika suatu lubang menembus ke permukaan atau dinding terdekat, hal ini dapat memengaruhi integritas struktural lokal serta menciptakan area konsentrasi tegangan potensial.

Karena cacat ini dapat sulit diidentifikasi dari pandangan luar, pemeriksaan dari dalam lubang menggunakan boroskop khusus dapat memberikan metode deteksi yang lebih tepat.

2. Solusi Pemeriksaan: Visi Multi-Kamera + Boroskop Khusus

Sistem pemeriksaan poros engkol menggunakan berbagai metode pencitraan untuk menangani baik permukaan eksternal maupun area internal yang sulit dijangkau.

Ruang lingkup pemeriksaan yang dipublikasikan meliputi:

Integritas Kode QR

Sistem memeriksa apakah kode QR pada poros engkol lengkap dan dapat dibaca, sehingga menyediakan dasar bagi identifikasi produk dan pelacakan lanjutan.

Tembusan Sisi Lubang Ringan Penyeimbang

Boroskop khusus digunakan untuk memeriksa geometri internal lubang ringan serta mengidentifikasi penetrasi abnormal ke area terdekat.

Deteksi Benda Asing di Lubang Tengah

Kondisi internal lubang tengah poros engkol dapat diperiksa untuk benda asing atau kontaminasi yang mungkin tidak terlihat dari kamera eksternal.

Pemeriksaan Cacat pada Ujung Kecil

Permukaan ujung kecil journal panjang dapat diperiksa untuk:

• Tanda benturan
• Goresan
• Noda
• Abrasi
• INKLUSI
• Retakan
• Kerak hitam
• Kekurangan Material
• Kontaminasi minyak dan air

Pemeriksaan Flens

Area flens juga dapat dimasukkan dalam program inspeksi visual guna mengidentifikasi cacat permukaan tertentu.

Pemeriksaan Journal dan Alur Pasak

Sistem ini dapat memeriksa permukaan:

• Journal utama
• Journal batang
• Journal panjang
• Journal flens
• Alur pasak

Pendekatan multi-area ini memungkinkan program inspeksi dikonfigurasi sesuai dengan geometri poros engkol aktual serta kriteria penerimaan yang ditetapkan pelanggan.

3. Kamera dan Konfigurasi Perangkat Keras

Sistem yang dirujuk ini menggunakan kombinasi kamera area-scan beresolusi tinggi dan boreskop khusus.

Sistem Imager

• kamera area-scan 5 MP: 2 unit
• kamera area-scan 20 MP: 12 unit
• Boreskop khusus: 3 set
• Sumber cahaya berarea luas: 1 set
• Lampu batang: 2 set

Kamera eksternal memberikan pencitraan beresolusi tinggi pada permukaan poros engkol yang terlihat, sedangkan boreskop memperluas kemampuan inspeksi ke area seperti lubang pusat dan lubang ringan.

Visi dan Pengendalian

Sistem ini terintegrasi dengan:

• Pembacaan kode QR
• Pemeriksaan Visi Mesin
• Algoritma pembelajaran mendalam
• Keterlacakan Inspeksi
• Analisis data inspeksi
• Wilayah inspeksi yang ditentukan pengguna
• Pemantauan inspeksi jarak jauh

Sistem kontrol menggunakan dua komputer PC industri dari Advantech (AAEON) sesuai konfigurasi peralatan yang dipublikasikan.

Penentuan posisi robot

Konfigurasi robot kolaboratif dapat menggunakan merek-merek berikut, antara lain:

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

Robot bergerak mengatur sistem pencitraan atau mengoordinasikan posisi inspeksi sesuai jalur inspeksi yang telah diprogram.

4. Spesifikasi Teknis

Spesifikasi berikut didasarkan pada informasi produk yang tersedia untuk umum mengenai sistem inspeksi yang dirujuk.

Siklus 48 detik merupakan nilai aplikasi yang telah dipublikasikan, bukan jaminan waktu siklus universal. Waktu siklus aktual harus dihitung berdasarkan geometri poros engkol, jumlah titik pemeriksaan, konfigurasi kamera, lintasan robot, serta kriteria pemeriksaan yang diperlukan.

5. Pertimbangan Utama Saat Memilih Sistem Pemeriksaan Visi untuk Poros Engkol

5.1 Tentukan Item Pemeriksaan Berdasarkan Lokasi

Poros engkol memiliki banyak area pemeriksaan, dan area berbeda mungkin memiliki kriteria cacat yang berbeda.

Sebelum perancangan peralatan, spesifikasi pemeriksaan harus secara jelas menentukan:

• Permukaan mana yang harus diperiksa
• Jenis cacat mana yang harus terdeteksi
• Kondisi yang dapat diterima dan tidak dapat diterima
• Resolusi gambar yang diperlukan
• Apakah pelacakan (traceability) diperlukan

Hal ini mengurangi penyesuaian ulang algoritma secara berulang selama masa commissioning.

5.2 Evaluasi Aksesibilitas Lubang Dalam

Untuk inspeksi benda asing pada lubang tengah dan inspeksi penetrasi sisi lubang ringan, pertanyaan utamanya bukan sekadar resolusi kamera.

Proyek harus mengevaluasi:

• Diameter Lubang
• Kedalaman Lubang
• Geometri internal
• Aksesibilitas boreskop
• Sudut pandang yang wajib diperiksa
• Kondisi pencahayaan

Konfigurasi boreskop khusus mungkin diperlukan ketika area pemeriksaan tidak dapat diamati secara langsung oleh kamera eksternal.

5.3 Perlakukan Pembacaan Kode sebagai Indikator Kinerja Terpisah

Pemeriksaan kode QR secara langsung terkait dengan keterlacakan produk.

Oleh karena itu, pembacaan kode harus divalidasi secara independen dari deteksi cacat, termasuk:

• Tingkat keberhasilan pembacaan
• Lokasi kode
• Kondisi Permukaan
• Kontras
• Kualitas penandaan
• Hubungan antara data kode dan hasil pemeriksaan

5.4 Validasi Takt 48 Detik

Memeriksa banyak area dalam satu siklus memerlukan akuisisi gambar secara paralel serta pergerakan robot yang dioptimalkan.

Selama integrasi sistem, perhitungan waktu siklus harus mencakup:

1. Pemuatan benda kerja
2. Posisi
3. Gerakan robot
4. Pengambilan gambar
5. Pemrosesan algoritma
6. Pembacaan kode
7. Output hasil
8. Pelepasan benda kerja

Siklus 48 detik yang dipublikasikan oleh karena itu harus dianggap sebagai acuan untuk aplikasi tertentu, bukan nilai tetap untuk setiap poros engkol.

6. Visi Berbasis Deep Learning untuk Berbagai Jenis Cacat Poros Engkol

Inspeksi poros engkol melibatkan kategori cacat dengan karakteristik visual yang sangat berbeda. Metode pemrosesan citra berbasis aturan konvensional tunggal mungkin tidak cukup untuk setiap item inspeksi.

Solusi yang dirujuk menggunakan visi mesin berbasis deep learning bersama dengan wilayah inspeksi yang ditentukan sesuai area poros engkol yang berbeda.

Untuk proyek praktis, sampel cacat yang memadai penting baik untuk pelatihan maupun validasi.

Hal ini terutama relevan untuk cacat seperti:

• INKLUSI
• Kerak hitam
• Goresan Permukaan
• Tanda benturan
• Abrasi
• Kekurangan Material

Persiapan sampel sering kali merupakan salah satu tahap paling penting dalam suatu proyek visi mesin. Sistem memerlukan contoh representatif baik untuk produk OK maupun berbagai jenis kondisi NG guna menetapkan kriteria inspeksi yang andal.

7. Kemampuan Inspeksi Visi Mesin Big Bird Industrial

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), sebelumnya bernama Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., menyediakan solusi terintegrasi yang mencakup pembersihan industri presisi dan inspeksi visi mesin untuk aplikasi otomotif serta manufaktur presisi.

Bisnis visi mesinnya terorganisasi di sekitar area inspeksi khusus, meliputi:

• Orient See — inspeksi dimensi dan geometri
• Surface See — inspeksi cacat permukaan
• Assembly See — inspeksi perakitan dan poka-yoke
• Inner See — inspeksi lubang dalam dan dinding dalam
• Paint See — inspeksi cacat permukaan cat
• Algorithm & Software Platform — algoritma visi dan sistem perangkat lunak

Untuk aplikasi poros engkol, Surface See dapat menangani inspeksi cacat pada permukaan luar, sedangkan Inner See dapat diterapkan untuk kebutuhan inspeksi yang melibatkan lubang internal dan area yang sulit dijangkau.

Kombinasi ini memungkinkan berbagai teknologi inspeksi diintegrasikan sesuai dengan geometri dan persyaratan kualitas komponen powertrain.

Tanya Jawab

Mengapa penetrasi sisi lubang ringan pada penyeimbang harus dideteksi?

Lubang ringan digunakan untuk menyesuaikan keseimbangan poros engkol dan mengurangi massa yang tidak perlu. Jika proses pemesinan menyebabkan lubang menembus dinding atau permukaan yang bersebelahan, struktur lokal dapat terganggu dan area tersebut berpotensi menjadi lokasi konsentrasi tegangan.

Karena cacat tersebut mungkin tidak terlihat dari luar lubang, boreskop dapat digunakan untuk menginspeksi area internal.

Apakah satu algoritma visi mampu mendeteksi semua jenis cacat permukaan poros engkol?

Tidak selalu.

Kerusakan poros engkol dapat berbeda secara signifikan dalam bentuk, tekstur, kontras, dan lokasi. Algoritma pembelajaran mendalam dapat dikonfigurasi untuk berbagai kategori kerusakan dan wilayah inspeksi, tetapi kinerja andal sangat bergantung pada sampel pelatihan dan validasi yang representatif.

Kerusakan seperti inklusi dan kerak hitam dapat sangat bergantung pada karakteristik material dan permukaan, sehingga pengumpulan sampel menjadi bagian penting dari proyek ini.

Apakah 48 detik benar-benar cukup untuk mencakup begitu banyak wilayah inspeksi?

Sistem yang dirujuk menggunakan beberapa kamera yang beroperasi secara paralel, dengan kamera berbeda ditugaskan ke wilayah inspeksi berbeda. Posisi robotik juga dapat menggerakkan sistem pencitraan ke lokasi inspeksi yang diperlukan.

Waktu siklus 48 detik yang dipublikasikan berlaku untuk aplikasi yang dirujuk. Waktu takt aktual harus dihitung berdasarkan poros engkol spesifik, cakupan inspeksi, jalur robot, serta kebutuhan pemrosesan citra.

Apakah kontaminasi minyak atau air dapat disalahartikan sebagai kerusakan permukaan?

Ya.

Minyak dan air dapat menciptakan pantulan, area gelap, atau pola visual lain yang mungkin menyerupai cacat permukaan tertentu. Oleh karena itu, keduanya terdaftar sebagai sasaran inspeksi spesifik dalam sistem yang dirujuk.

Algoritma citra dapat memanfaatkan karakteristik seperti bentuk dan lokasi untuk membedakan kondisi berbeda. Namun, jika minyak atau air berlebih tetap menempel pada benda kerja, proses blow-off atau pembersihan di tahap sebelumnya dapat membantu mengurangi gangguan visual sebelum inspeksi.

Kesimpulan

Inspeksi visi poros engkol bukan sekadar soal memasang kamera beresolusi tinggi. Geometri rumit poros engkol memerlukan kombinasi pemotretan multi-sudut, penempatan robotik, boreskop khusus, algoritma pembelajaran mendalam, serta fungsi ketertelusuran.

Untuk journal eksternal, permukaan flens, dan alur pasak, visi multi-kamera memberikan cakupan luas pada permukaan. Untuk lubang pusat dan lubang ringan penyeimbang, inspeksi boreskop memperluas kemampuan visi mesin ke area yang tidak dapat diamati secara langsung oleh kamera eksternal konvensional.

Untuk aplikasi yang dirujuk, sistem menyediakan siklus inspeksi terpublikasi selama 48 detik, dengan konfigurasi akhir dan takt ditentukan oleh geometri poros engkol spesifik serta persyaratan inspeksi.