בקרת חסרונות על פני השפה של ציר המניע: בדיקה חזותית מלאה של יריעות הפעולה והקישוט עם זיהוי באמצעות צינור תצפית

סקירה כללית

צירי מניע הם רכיבים מסובבים מורכבים בעלי מספר יומנים, משקולות נגד, אזורים דיסקיות, חריצי מפתח וחללים פנימיים. לכן, מערכת בקרה אמינה חייבת לכסות לא רק פגמים נראים על פני השטח, אלא גם אזורים עמוקים או פנימיים שלא ניתן לבדוק באופן יעיל באמצעות מצלמות חיצוניות קונבנציונליות.

הפתרון של Big Bird Industrial לבדיקת ראייה של גל ארכובה משלב מצלמות סריקה אזוריות מרובות, בורסקופים מותאמים, מיקום רובוטי, ראיית מכונה מבוססת למידת עומק ועקיבות קוד. המערכת מעוצבת לבדיקה של פגמים במשטח גל ארכובה, אימות חדירת חורים קלילים במשקל נגד, זיהוי חפצים זרים בתוך חורים מרכזיים, וקריאת קודים זיהוי של המוצר.

ליישום המוזכר, מחזור הבדיקה המפורסם הוא 48 שניות, כאשר טקט האמיתי ניתן לתיאום בהתאם לחתך העבודה ודרישות הבדיקה.

1. למה בדיקת גל ארכובה מאתגרת

גל ארכובה הוא רכיב מרכזי במערכת הכוח שאחראי להפיכת תנועת המבוכנות הלוך וחזור לפלט סיבובי. הגיאומטריה שלו היא תלת-ממדית מאוד, עם צירי הראש וצירי המוט המפוזרים לאורך הציר ומחוברים על ידי רחבות גל ארכובה ומשקל נגד.

תלוי בעיצוב גל הארכובה, הבדיקה עשויה לכסות:

• צירי הראש
• צירי המוט
• צירים ארוכים
• צירי הפלנג'
• פני שפה
• חריצי מפתח
• חורים מרכזיים
• חורים להקלת משקל בבלמי סיבוב
• פאות קטנות

למרות שרוב האזורים האלה בעלי פנים מתכתיים דומים, החסרונות הפוטנציאליים יכולים להשתנות באופן משמעותי. מטרות בדיקה טיפוסיות כוללות:

• סימני מכה
• שnetinet
• נקודות
• סימני שחיקה
• רכיבים
• סדקים
• שכבה שחורה או אזורים עם שכבת שחרור שחורה
• חוסר בחומר
• הטיה בשמן או במים

האתגר הופך קשה יותר מכיוון שקרנק הוא רכיב מסתובב עם מספר זוויות בדיקה. תחנת מצלמה קבועה לא מספקת כיסוי מספיק על כל הפנים הנדרשות. לכן, למערכת הבדיקה יש צורך בתנועה מתואמת ובקבלת תמונות מזוויות מרובות.

חדירה מצד החורים להקלת משקל בבלמי סיבוב

פריט בדיקה אחד חשוב במיוחד הוא חדירה צדדית של חורים להקלת המסה בבלוק המשקל הנגדי.

חורים להקלת המסה נחצבים כדי להתאים את איזון הציר הפעמי ולפחת מסה מיותרת. אם חור אחד חודר אל פני השטח או הקיר הסמוך, עלול להיווצר פגיעה באינטגריות המבנית המקומית ויצירת אזור התמקדות מתח.

מכיוון שפגם זה עלול להיות קשה לזיהוי מנקודת מבט חיצונית, בדיקה מבפנים דרך החור באמצעות סקופ-חורים מותאם אישית מספקת שיטה יעילת זיהוי יותר.

2. פתרון הבדיקה: ראייה מרובה מצלמות + סקופי-חורים מותאמים אישית

מערכת הבדיקה של הציר הפעמי משתמשת בשיטות הדמיה מרובות כדי להתמודד גם עם שטחים חיצוניים וגם עם אזורים פנימיים קשים לגישה.

טווח הבדיקה המפורסם כולל:

שלמות קוד QR

המערכת בודקת האם קוד ה־QR של הציר הפעמי שלם וקריא, ומספקת בסיס לזיהוי המוצר ולמערכת המעקב שלו בצעדים הבאים.

חדירה מצד החורים להקלת משקל בבלמי סיבוב

צופים מותאמים אישית משמשים לבדיקת הגאומטריה הפנימית של חורים להקלת המשקל ולזיהוי חדירה לא תקינה לאזורים סמוכים.

זיהוי עצמים זרים בחור המרכז

המצב הפנימי של חור המרכז בקרנק ניתן לבדיקה למציאת עצמים זרים או זיהום שעשויים שלא להיות נראים ממצלמה חיצונית.

בדיקה של פגמים בפני הקצה הקטן

פני הקצה הקטנים של יריעות ארוכות ניתנות לבדיקה עבור:

• סימני מכה
• שnetinet
• נקודות
• חיכוך
• רכיבים
• סדקים
• שכבה שחורה
• חוסר בחומר
• זיהום שמן ומים

בדיקה של השפה

אזור השפה יכול גם להיכלל בתוכנית הבדיקה החזותית לזיהוי פגמים על פני השטח שנקבעו מראש.

בדיקה של היריעות והחריצים

המערכת יכולה לבדוק את המשטחים של:

• צירי הראש
• צירי המוט
• צירים ארוכים
• צירי הפלנג'
• חריצי מפתח

הגישה הרב-אזורית הזו מאפשרת להגדיר את תוכנית הבדיקה בהתאם לגאומטריה האמיתית של ציר המניע והקריטריונים לקליטה שנקבעו על ידי הלקוח.

3. תצורת המצלמות והחומרה

המערכת המורכבת משתמשת בשילוב של מצלמות סריקה-שטח ברזולוציה גבוהה ומצלמות בורסקופ מותאמות.

מערכת צילום

• מצלמות סריקה-שטח של 5 MP: 2 יחידות
• מצלמות סריקה-שטח של 20 MP: 12 יחידות
• מצלמות בורסקופ מותאמות: 3 סטים
• מקורות אור לתחום רחב: סט אחד
• אורות מסגרת: 2 סטים

המצלמות החיצוניות מספקות הדמיה ברזולוציה גבוהה של משטחי ציר המניע הגלויים, בעוד שהבורסקופים מרחיבים את יכולת הבדיקה לאזורים כגון חורים מרכזיים וחורים לקליון.

הוויזיה והבקרה

המערכת מאחדת:

• קריאת קודים מסוג QR
• בדיקה באמצעות ראיית מכונה
• אלגוריתמים ללמידה מעמיקה
• אשכוליות בדיקות
• ניתוח נתוני בדיקות
• אזורים מוגדרים על ידי המשתמש לבדיקות
• צפייה מרחוק בבדיקות

מערכת הבקרה משתמשת בשני מחשבים תעשייתיים של Advantech (AAEON), בהתאם לתצורת הציוד שפורסמה.

מיקום רובוטי

תצורות רובוט שיתופי יכולות להשתמש במותגים כולל:

• רובוטים אליטיס
• SIASUN
• האן'ס רובוט
• ג'אקה

הרובוט מזיז את מערכת הדימות או מתאם את מיקום הבדיקה בהתאם למסלול התוכנית של הבדיקה.

4. مواصفות טכניות

הדגשים הבאים מבוססים על מידע פומבי זמין על מערכת הבדיקה המתייחסת.

זמן המחזור של 48 השניות הוא ערך יישום שפורסם, ולא ערובה כלללית לזמן מחזור. זמן המחזור האמיתי יש לחשב בהתאם לגאומטריה של ציר המניע, למספר נקודות הבדיקה, להגדרת המצלמות, למסלול הרובוט ולדרישות הבדיקה.

5. נקודות מפתח להתחשב בהן בבחירת מערכת לבדיקת ציר המניע באמצעות ראייה

5.1 הגדרת פריטי הבדיקה לפי מיקום

לצירים המניעים יש מספר רב של אזורים לבדיקה, ואיזורים שונים עלולים לכלול קריטריונים שונים לזיהוי פגמים.

לפני תכנון הציוד, مواصفות הבדיקה חייבות להגדיר בבירור:

• אילו משטחים חייבים לעבור בדיקה
• אילו סוגי פגמים חייבים להתגלות
• מצבים מותרים ולא מותרים
• הרזולוציה הנדרשת של התמונות
• האם נדרשת אפשרות לעקוב אחר ההיסטוריה של הבדיקות

כך מופחתת הצורך בהתאמות חוזרות של האלגוריתם במהלך ההפעלה הראשונית.

5.2 הערכת הגישה לחורים עמוקים

במקרה של בדיקת עצמים זרים דרך חור מרכזי ובדיקה של חדירה לצידי חורים להקלת משקל, השאלה המרכזית אינה רק רמת הבהירות של המצלמה.

הפרויקט יעריך:

• קוטר החור
• עומק חור
• גאומטריה פנימית
• נגישות למשטח פליטה
• זווית תצפית נדרשת
• תנאי תאורה

ייתכן שיהיה צורך בהגדרת מערך פליטה מותאם אישית כאשר אזור הבדיקה אינו ניתן לצפייה ישירה על ידי מצלמה חיצונית.

5.3 טיפול בקריאת קודים כמדד ביצועים נפרד

הבדיקה של קוד QR קשורה באופן ישיר לעקביות המוצר.

לפיכך, קריאת הקודים חייבת לעבור אימות בנפרד מהكشف על פגמים, כולל:

• אחוז הצלחה בקריאת הקודים
• מיקום הקוד
• תנאי המשטח
• ניגוד
• איכות הסימון
• הקשר בין נתוני הקוד לתוצאות הבדיקה

5.4 אימות טקט של 48 שניות

בדיקה של מספר אזורים בתוך מחזור אחד דורשת רכישת תמונות במקביל ותפעול מותאם של הרובוט.

בחישוב זמן המחזור במהלך אינטגרציה של המערכת יש לכלול:

1. טעינת חלקי העבודה
2. מיקום
3. תנועת הרובוט
4. איסוף תמונה
5. עיבוד האלגוריתם
6. קריאה של קודים
7. פלט התוצאה
8. פריקת חלקי העבודה

לפיכך יש להתייחס למחזור המפורסם של 48 השניות כאל מדריך ליישום מסוים, ולא כערך קבוע לכל ציר ברכבת.

6. ראייה מבוססת למידת עומק לסוגי פגמים מרובים בציר ברכבת

בבדיקת ציר ברכבת נכללים קטגוריות של פגמים שמאפייניהן הוויזואליים שונים מאוד זה מזה. שיטה ויזואלית אחת מסורטטת המבוססת על כללים עשויה שלא להיות מספקת לכל פריט בדיקה.

הפתרון המוזכר משתמש בראייה מכנית מבוססת למידת עומק יחד עם אזורים מוגדרים לבדיקה בהתאם לאזורים השונים בציר ברכבת.

בפרויקטים מעשיים, דוגמאות פגומים מספיקות חשובות הן לאימון והן לאימות.

זה רלוונטי במיוחד לפגמים כגון:

• רכיבים
• שכבה שחורה
• שריטות על המשטח
• סימני מכה
• חיכוך
• חוסר בחומר

הכנה של דוגמאות היא לעיתים קרובות אחד המراבים החשובים ביותר בפרויקט ראייה מכנית. למערכת נדרשים דוגמאות מייצגות של מוצרים תקינים וכן של סוגי מצבים פגומים שונים כדי לקבוע קריטריוני בדיקה מהימנים.

7. יכולות הבדיקה הוויזואלית המכנית של Big Bird Industrial

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), בעבר Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., מספקת פתרונות משולבים הכוללים ניקוי תעשייתי מדויק ובדיקת ראיית מכונה עבור יישומים בתעשיית הרכב ובתעשיית הייצור המדויק.

עסק ראיית המכונה שלה מאורגן סביב תחומי בדיקה מתמחים, הכוללים:

• Orient See: בדיקת מימדים וגאומטריה
• Surface See: בדיקת פגמים במשטח
• Assembly See: בדיקת הרכבה ו-poka-yoke
• Inner See: בדיקת חורים פנימיים וקירות פנימיים
• Paint See: בדיקת פגמים במשטח צביעה
• Algorithm & Software Platform: אלגוריתמי ראייה ומערכות תוכנה

בישומים לציר אבץ, Surface See יכולה לטפל בבדיקת פגמים במשטח חיצוני, בעוד שInner See יכולה להיות מיושמת לדרישות בדיקה הכוללות חורים פנימיים ואיזורים קשים לגישה.

שילוב זה מאפשר לשלב טכניקות בדיקה שונות בהתאם לגאומטריה ולדרישות האיכות של רכיב התחנה החשמלית.

שאלות נפוצות

למה יש לבדוק חדירה דרך חור הקלות בבלוק המשקל הנגדי?

חורי הקלות משמשים כדי להתאים את איזון הציר המניע ולפחת מסה מיותרת. אם עיבוד מכני גורם לחור לחדור לקיר או לפנייה סמוכה, ייתכן שמבנה המקור ייפגע והאזור יהפוך למוקד פוטנציאלי של מתח.

מכיוון שהפגם עלול לא להיות נראה מהצד החיצוני של החור, ניתן להשתמש בקשת מבט כדי לבדוק את האזור הפנימי.

האם אלגוריתם חזותי אחד יכול לזהות את כל סוגי הפגמים על פני ציר המניע?

לא בהכרח.

פגמי ציר המניע יכולים להשתנות במידה רבה מבחינת צורה, kếtקסטורה, ניגודיות ומיקום. אלגוריתמים מבוססי למידה עמוקה ניתנים להגדרה עבור קטגוריות פגמים ותחומי בדיקה שונים, אך ביצועים אמינים תלויים במידה רבה בדוגמאות אימון ואימות מייצגות.

פגמים כגון הזרקות וקליפות שחורות תלויים במיוחד בתכונות החומר ובתכונות המשטח, מה שהופך את איסוף הדגימות לחלק חשוב של הפרויקט.

האם 48 שניות באמת מספקות כדי לכסות כל כך הרבה אזורים לבדיקה?

המערכת המתייחסת משתמשת במספר מצלמות הפועלות במקביל, כאשר מצלמות שונות מוקצות לאזורים שונים לבדיקה. בנוסף, אפשר להזיז את מערכת הצילום לנקודות הבדיקה הדרושות באמצעות רובוט.

זמן המחזור המפורסם של 48 שניות חל על היישום המתייחס. זמן הטקט האמתי צריך לחושב לפי ציר המניע הספציפי, כיסוי הבדיקה, נתיב הרובוט ודרישות עיבוד התמונות.

האם זיהום של שמן או מים עלול להיחשף כפגם משטחי?

כן.

שמן ומים יכולים ליצור השתקפויות, אזורים כהים או תבניות חזותיות אחרות שעלולות להזכיר פגמים משטحيים מסוימים. לכן הם מופיעים כמטרות ספציפיות לבדיקה במערכת המתייחסת.

אלגוריתמים לדמויות יכולים להשתמש בתכונות כגון צורה ומיקום כדי להבחין בין מצבים שונים. עם זאת, אם נשאר שמן או מים מופרז על חלקי הפעולה, אז ניקוי או פיחוח מהשלב הקודם יכולים לעזור להפחית הפרעות חזותיות לפני הבדיקה.

סיכום

הבדיקה החזותית של ציר המניע איננה עניין פשוט של התקנת מצלמה ברזולוציה גבוהה. הגאומטריה המורכבת של צירי המניע דורשת שילוב של צילום מרובה זוויות, מיקום רובוטי, סקופים מותאמים אישית, אלגוריתמי למידה מעמיקה ופונקציות זיהוי מקור.

עבור יומנים חיצוניים, משטחי פלנג'ות וחריצי מפתחות, הראייה הרב-מצלמת מספקת כיסוי רחב של המשטח. עבור חורים מרכזיים וחורים קלים במשקל נגד, בדיקת הסקופ מרחיבה את הראייה המכנית לאזורים שלא ניתן לצפות בהם ישירות באמצעות מצלמות חיצוניות רגילות.

עבור היישום המוזכר, המערכת מספקת מחזור בדיקה מפורסם של 48 שניות, כאשר התצורה הסופית והזמן הקבוע נקבעים על פי הגאומטריה הספציפית של ציר המניע ודרישות הבדיקה.