בקרת פגמים על שטח בלוק הצילינדרים: זיהוי טעויות בקווים, קציצות וזיהום על ידי רסיסי מתכת

סקירה כללית

בקרת השטח של בלוקי המנוע אינה מוגבלת לבדיקת קציצות או פגמים נראים. לפני שבלוק צילינדרים נכנס לקו העיבוד, יצרנים עלולים גם להזדקק לזיהוי קווים חסרים או במיקום שגוי, קציצות ודפימות על שטחי עיבוד, ורסיסי מתכת שחורים שנותרו .

מערכת בקרה אוטומטית פרקטית יכולה לשלב מצלמות מבט מלמעלה ומבט מצד, עם מיקום אוטומטי של המצלמה באמצעות רובוט ושולחן מסתובב, כדי לבדוק שטחים שונים של בלוק הצילינדרים.

מאמר זה מסביר כיצד ניתן להגדיר מערכת בדיקת ראייה מכנית לבדיקת בלוקי צילינדרים בשלב הכניסה, כיצד מצלמות שונות ומנגנוני תנועה עובדים יחד, ומה יש לקחת בחשבון בעת בדיקת תבניות חורים וזיהומים קטנים על פני השטח.

1. למה לבדוק בלוקי צילינדרים בשלב בדיקת הכניסה?

רבות מהבעיות באיכות נובעות עוד לפני שהרכיב מגיע לשלב ההכנת החומר או האסיפה.

לבלוק צילינדר מוזרק, פגמים פוטנציאליים בשלב הכניסה יכולים לכלול:

• חורים חסרים
• חורים נוספים או חורים במיקום שגוי
• תבניות חורים שגויות
• שריטות או סימני מכה על משטחים המוכנים לעיבוד
• שברי מתכת שחורים שנותרו
• פגמים חזותיים אחרים על פני השטח

אם תקלות אלו לא מזוהות עד לאחר עיבוד, הרכיב עלול כבר לצרוך זמן ייצור משמעותי ומשאבים לעיבוד.

בקרת איכות מוקדמת מונעת בזבוז בצעדים הבאים

הצבת מערכת הבקרה ב- נקודת בדיקת החומר הנכנס מייצרת שער איכות מוקדם יותר.

כשמזוהה סטייה, בלוק הצילינדרים יכול להידחה, לעבור טיפול חוזר או להסתייג לפני כניסתו לפעולות העיבוד הבאות.

הלוגיקה הבסיסית היא:

בלוק צילינדרים נכנסת → בדיקת חזות ממוחשבת → סיווג 'בסדר' / 'לא בסדר' → עיבוד או טיפול חוזר

כך יצרנים יכולים לזהות תקלות שנשאו עם הבלוק או שהגיעו יחד איתו, עוד לפני שמתמזגות לתהליך הייצור הבא.

2. מערכת בדיקה: תצוגות נפרדות מלמעלה ומצד

בלוק הגליל כולל מספר פנים לבדיקה, ומכונה אחת קבועה לא בהכרח מספקת כיסוי מספיק.

לכן, פתרון פרקטי יכול לחלק את משימת הבדיקה בין תמונה מהמעלה ומצלמה צדדית .

בקרת פני השטח העליונה

אַחַת מצלמה משמשת לפנים העליונות של בלוק הגליל.

בהתאם להגדרה המתוארת, רובוט נושא את המצלמה A ומניע אותה בהתאם למסלול התוכנתני לבדיקה.

כך ניתן להתאים את מיקום הצילום ואת זווית הראייה לאזורים השונים של הפנים העליונות.

בקרת פני השטח הצדדיים

א מצלמה B ממוקם לצד חלף העבודה.

בלוק הצילינדר מסתובב על שולחן סיבובי כך שמשטחים צדדיים שונים עוברים דרך שדה הראיה של המצלמה.

סדר התנועה הבסיסי הוא:

מצלמה A המורכבת על רובוט → צילום המשטח העליון

שולחן סיבובי + מצלמה B → צילום המשטחים הצדדיים

תוכנת הבדיקה מעבדת לאחר מכן את התמונות שהוצלמו ומציגה את תוצאת ה-OK/NG המתאימה.

3. מה יכול למעריך המערכת האופטית?

ניתן להגדיר את מערכת הבדיקה למספר משימות בדיקה שונות.

3.1 זיהוי חורים חסרים או לא נכונים

בלוקי צילינדר מכילים מספר חורים מוכנים ומוזרקים במיקומים ובדפוסים מסוימים.

המערכת יכולה להשוות את התמונה המתקבלת למודל התייחסות של מיקום החורים כדי לזהות:

• חורים חסרים
• חורים נוספים
• מיקומים שגויים של חורים
• תבניות חורים שגויות
• סיבובים לא תקינים בגודל החורים

סוג זה של בדיקה שימושי במיוחד בבידוק יציאות של יצוקות, שבהן דפוס חורים שגוי עלול להמשיך לתהליכי עיבוד נוספים.

נתוני התייחסות צריכים להתבסס על השרטוטים ההנדסיים של הלקוח והדפוס המאושר של החורים.

3.2 זיהוי שריטות וסימני פגיעה

המשטחים המועבדים יכולים להכיל שריטות, קמטים או סימני פגיעה נראים לעין.

ראיית מכונה יכולה לזהות תכונות משטח חריגות על ידי ניתוח ההבדלים בין המראה הצפוי של המשטח לתמונה שהצטלמה.

היכולת המדויקת לביצוע הבדיקה תלויה בגורמים הבאים:

• מצב המשטח
• תנאי תאורה
• גודל פגם
• ניגודיות הפגם
• רזולוציית מצלמה
• זווית בדיקה
• kếtוס הרצף

לכן, אימות דגימה עם חלקים מיוצרים בפועל הוא חשוב לפני סיום תצורת המערכת.

3.3 זיהוי שבבים של מתכת שחורה

שבבים שחורים של מתכת יכולים להיות במיוחד מאתגרים.

בניגוד לاجسام זרים גדולים וברורים לעין, שבבים עדינים יכולים להתפזר באופן לא סדיר על פני שטח עיבוד וייתכן שיהיו להם מאפיינים חזותיים דומים ל:

• סימני עיבוד כהים
• טקטור פני השטח
• זיהום שמן
• מאפייני רקע של יציקה או עיבוד

אלגוריתם החזותיות יכול להעריך מאפיינים כגון:

• צורה
• גודל
• תכונות הצלע
• תפקיד
• ההבדל ביחס לפני השטח הסמוך

עם זאת, כאשר שavings מתכתיים מתערבבים עם שמן או זיהום כהה אחר, ההבדל בתמונה עלול להפוך פחות אמין.

לכן יש להשתמש בדוגמאות אמיתיות שכוללות זיהום של שavings מתכתיים מייצגים לאימות במקום לסמוך רק על חלקים ייחוס נקיים.

4. הגדרת אזור בדיקה גמישה

מודלים שונים של בלוקי צילינדרים עלולים להצריך דרישות בדיקה שונות.

במקום לקבוע באופן קבוע כל אזור בדיקה, ניתן לאפשר למערכת למתן למשתמש להגדיר את אזורים הבדיקה דרך ממשק התוכנה.

כך ניתן לאפשר למנהלי הפעולה או למפתחים לציין:

• אילו פנים דורשות בדיקה
• אילו תבניות חורים יש לבדוק
• אילו אזורים עיבוד יש לבדוק
• אילו אזורים יש לשלול
• אילו אזורים דורשים זיהוי פגמים

לאחר הגדרה, ניתן לשמור את אזור הבדיקה והפרמטרים המתאימים כתוכנית מוצר.

זה שימושי במיוחד בסביבות ייצור שבהן מספר דגמים של בלוקי צילינדר משתפים את אותו מערכת בדיקה.

5. מיקום מצלמה על ידי רובוט והוראה אוטומטית

מצלמה המותקנת על רובוט מספקת גמישות נוספת בהשוואה למיקום קבוע של מצלמה.

הרובוט יכול להזיז את המצלמה למיקומים מוגדרים מראש ולעקוב אחר מסלולי בדיקה מתוכנתים.

עם הוראה אוטומטית של מסלולים וניהול תוכניות מוצר, המערכת יכולה לתמוך ב:

• מספר מיקומי בקרה
• מודלי בלוק צילינדרים שונים
• הפעלת מסלול מצלמה אוטומטי
• מעבר בין תוכניות מוצר
• בקרת משטחים מורכבים

למרות זאת, בייצור רב-מודלים יש להבחין בין גמישות לсовместимות בלתי מוגבלת.

ממדים של חומר הגלם, משטחי הבקרה, מיקום החיזוק, שדה הראיה של המצלמה והטווח של הרובוט – כולם דורשים הערכה עבור כל משפחת מוצרים.

6. תצורה טכנית טיפוסית

הפרמטרים הבאים מבוססים על מידע פומבי זמין על סוג זה של מערכת בקרה בהתאמה אישית.

פריט	תצורה טיפוסית
סוג ציוד	מערכת בקרה חזותית בהתאמה אישית / לא סטנדרטית
אובייקטים לבקרה	מצב החור, גודל החור המומחש, חורים חסרים או נוספים, שריטות, סימני מכה, פיסות מתכת
בקרת פני השטח העליונה	מצלמה A המותקנת על הרובוט
בקרת פני השטח הצדדיים	מצלמה B + שולחן מסתובב
איזור הבדיקה	אזורים שהמשתמש מגדיר
מערכת ניטור המצלמות	צפייה בזמן אמת בתמונות מהמצלמות
שינוי מוצר	החלפת מודלים מהירה
תנועת הרובוט	הוראה אוטומטית של מסלול
קצב ייצור	מותאם אישית לפי דרישות הייצור

הרזולוציה המדויקת של המצלמה, העדשה, האור, דגם הרובוט, האלגוריתם לעיבוד והזמן המחזורי חייבים להיקבע באמצעות בדיקות מדגם ודרישות ייצור.

7. שיקולים מרכזיים לבחירת המערכת

7.1 שבבים ממתכת שחורים מהווים אתגר לאימות

שבבים קטנים ממתכת שחורים יכולים להיות דומים למראה למאפייני פנים כהים או לזיהום שמן.

לפני סגירת מערכת הבדיקה, מומלץ לספק מדגמים המייצגים:

• משטחים מוכנים נקיים
• טקסטורה טיפוסית של המשטח
• זיהום טיפוסי של שבבים ממתכת
• גדלים שונים של שבבים
• כיווני שבב שונים
• תנאי זיהום שמן

זה מאפשר לבדוק את מערכת הראייה בתנאים ריאליים של ייצור.

7.2 בדיקת חורים דורשת מתייחס מדויק

בדיקת מיקום החורים תלויה במידע מתייחס אמין.

לספק יש לקבל את תרשימי ההנדסה הרלוונטיים או נתוני דפוס החורים שאושרו, כדי שהמערכת תוכל להבחין בין:

• חורים נדרשים
• חורים אופציונליים
• חורים ליעודי עיבוד
• חורים מתייחסים
• חורים לא רצויים או נוספים

אחרת, תכונה תקינה של התהליך עלולה להתפרש כחור חריג.

7.3 ייצור רב-מודלי דורש ניהול תוכניות

אזורים מוגדרים על ידי המשתמש לבדיקות והוראה אוטומטית של רובוטים הופכים את השינויים בין מודלים גמישים יותר.

עם זאת, בקו ייצור עם מספר מודלים של בלוקי צילינדרים, לרוב יעיל יותר להכין ולאמת מראש את תוכנית הבדיקה עבור כל מודל.

זה יכול להפחית:

• זמן החלפת מוצר
• הגדרה ידנית
• הפרעות בייצור
• סיכון לפרמטרי בדיקה שגויים

7.4 מיקום הבדיקה חייב להתאים לקצב הייצור

תחנת הבדיקה הנכנסת חייבת להיערך יחד עם מערכת טיפול החומר.

המחזור המלא חייב לכלול:

טעינה → מיקום → צילום → עיבוד תמונה → פלט התוצאה → פריקה

אם רכישת התמונה מהירה, אך מיקום חלקי העבודה או תנועת הרובוט איטיות מדי, תחנת הבדיקה עלולה להפוך לצוואר בקבוק בייצור.

לכן, אימות זמן המחזור צריך לכסות את סדרת הבדיקה המלאה , ולא רק את זמן החשיפה של המצלמה.

8. בדיקת חזון מכונה באינדוסטריה של ביג ברד

Big Bird Industrial, בעבר Harbin Shimada Big Bird Industrial, מספקת פתרונות משולבים של ניקוי תעשייתי וחזון מכונה ליישומים אוטומוטיביים וייצור מדויק.

העסק המתמחה שלה בתחום ראיית המכונה, CN ISEE , כולל מספר תחומי יישום, ביניהם:

• Orient See — בדיקת ממדים וגאומטריה
• Surface See — בדיקת פגמים על פני השטח
• הרכבה ראה — בדיקת הרכבה ואישור אי-שגיאות
• פנימי ראה — בדיקת חורים פנימיים וקירות פנימיים
• צבע ראה — בדיקת פגמים על שטח הצבע
• אלגוריתם ופלטפורמת תוכנה — פתרונות תוכנה ואלגוריתמים לראייה מכנית

ה Surface See הסדרה מתמקדת בבדיקה של פני השטח והמראה בשלבים שונים של הייצור, כולל בדיקת קליטה, תהליכי עיבוד והבקרה הסופית.

עבור בלוקי צילינדרים, ניתן להגדיר את הבדיקה בהתאם לסוגי החסרונות המדויקים של הלקוח, שטחי הבדיקה, מודלי המוצרים וקצב הייצור.

9. שאלות נפוצות

שאלה: מדוע לבדוק בלוקי צילינדרים לפני עיבוד ולא לאחריו?

בדיקת הקליטה נועדה לזהות חסרונות הנובעים מהיציקה או מתהליכים קודמים, לפני שהושקעו משאבים נוספים בייצור.

אם זוהו דפוס חורים שגוי או חסרון ברור על פני השטח בכניסה לקו העיבוד, ניתן להסיע את הרכיב לתקון חוזר או לדחות אותו לפני שהוא נכנס לתהליכים הבאים.

שאלה: כיצד ניתן להבחין בין שבבי מתכת שחורים לטקסטורות עיבוד כהות?

המערכת יכולה להעריך מאפיינים מרובים של תמונה, כולל צורה, גודל, תכונות שפה, מיקום וניגודיות.

עם זאת, ההבחנה הופכת קשה יותר כאשר רסיסי מתכת מעורבבים עם שמן או כאשר משטח העיבוד עצמו בעל טקסטורה חזקה.

לכן, ביצוע בדיקות על דגימות ייצור מייצגות מהווה חלק חשוב באישור המערכת.

ש: האם הגדרת אזור הבדיקה על ידי המשתמש קשה לתפעול?

אזור הבדיקה מוגדר דרך ממשק תוכנת החזון המאшиיני, וניתן בדרך כלל לשמור אותו כחלק מתוכנית המוצר המתאימה.

עבור מספר קטן של מודלי מוצרים, הפעלת הגדרה זו אפשרית לעובדים לאחר הכשרה. עבור פרויקטים גדולים הכוללים מספר מודלים, ניתן להכין ולאמת את תוכניות הבדיקה על ידי ספק המערכת במהלך ההטמעה.

ש: האם המערכת אותה היא יכולה לבדוק ראש צילינדרים או רכיבים אחרים?

המערכת יכולה להיות מעוצבת עם החלפת מהירה בין מודלים והוראה אוטומטית של מסלול הרובוט.

אך התאימות תלויה בממדים המדויקים, במשטחי הבדיקה, בשיטת המיקום, בשדה הראיה של המצלמה, בהגעה של הרובוט ובדרישות הבדיקה.

לפיכך יש לערוך הערכה של רשימת מוצרים וחלקים לדוגמה לפני אישור האם רכיבים שונים יכולים לשתף את אותו מערכת בדיקה.

סיכום

הבדיקה האוטומטית של משטח בלוק הצילינדר אינה שאלה פשוטה של מיקום מצלמה מעל החלק.

לרכיבים מורכבים, בדיקה אמינה עלולה לדרוש מספר מצלמות, מיקום מצלמה באמצעות רובוט, תנועת שולחן סיבובי, תוכניות בדיקה ייחודיות לרכיב, ואלגוריתמים חזותיים מיוחדים ליישום מסוים .

לבדיקה של בלוקי צילינדר נכנסת, מערכת משולבת יכולה להתמודד עם שלוש סיכונים חשובים לאיכות:

שגיאות בתבנית החורים → קציצות על המשטח וסימני פגיעה → זיהום בקרמי מתכת שחורים

על ידי הזזת הבדיקה לשלב מוקדם יותר בתהליך, יצרנים יכולים לזהות פגמים נכנסים לפני שהם צורכים קיבולת עיבוד ומשאבים של ייצור צמוד.

השלב החשוב ביותר לפני בחירת הציוד הוא לפיכך לא בחירת מצלמה — אלא הגדרת מה יש לזהות, איפה זה מופיע, כמה גדול הפגם, איך נעה הפריט, ומהו קצב הייצור שחייב להישג.

Big Bird Industrial / CN ISEE יכולה לפתח תצורות מותאמות לבדיקת חזות מכנית סביב דרישות יישום אלו, כולל מערכות מצלמות, בדיקות רובוטיות, מיקום סיבובי ותוכנות בדיקה מותאמות לпродוקט.