실린더 블록 표면 결함 검사: 구멍 오류, 긁힘 및 금속 조각 오염 탐지

개요

엔진 블록의 표면 검사는 긁힘 또는 가시적 결함 확인에 국한되지 않는다. 실린더 블록이 가공 라인에 진입하기 전에 제조사는 또한 다음을 식별해야 할 수 있다 누락되거나 잘못 위치한 구멍, 가공 면의 긁힘 및 움푹 패인 자국, 잔류 흑색 금속 칩 .

실용적인 자동 검사 시스템은 상부 및 측면 카메라를 로봇식 카메라 위치 조정 장치와 회전 테이블과 결합하여 실린더 블록의 다양한 표면을 검사할 수 있다.

이 기사에서는 실린더 블록의 입고 검사를 위한 머신 비전 검사 시스템을 어떻게 구성할 수 있는지, 다양한 카메라와 동작 메커니즘이 어떻게 협력하여 작동하는지, 그리고 구멍 배열과 미세한 표면 오염물질을 검사할 때 고려해야 할 사항들에 대해 설명합니다.

1. 왜 입고 검사 단계에서 실린더 블록을 검사해야 하나요?

많은 품질 문제는 부품이 가공 또는 조립 공정에 도달하기 이전에 이미 발생합니다.

주조된 실린더 블록의 경우, 입고 시 발생할 수 있는 결함에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 구멍 누락
• 불필요한 구멍 또는 위치가 잘못된 구멍
• 부정확한 구멍 배열
• 가공 면 위의 긁힘 또는 충격 흔적
• 잔류 검은 금속 찌꺼기
• 기타 눈에 보이는 표면 이상

이러한 결함이 가공 후에야 발견될 경우, 부품은 이미 상당한 생산 시간과 가공 자원을 소비했을 수 있다.

조기 검사로 하류 낭비 방지

검사 시스템을 입고 원자재 검사 지점에 설치하면 더 이른 품질 게이트를 확보할 수 있다.

이상이 감지되면 실린더 블록을 후속 가공 공정에 진입하기 전에 폐기하거나 재작업하거나 다른 경로로 전환할 수 있다.

기본 논리는 다음과 같다:

입고된 실린더 블록 → 머신 비전 검사 → 양호(OK)/불량(NG) 분류 → 가공 또는 재작업

이를 통해 제조사는 결함이 하류 생산 공정에 포함되기 전에 유입된 결함이나 입고 시의 결함을 식별할 수 있다.

2. 검사 시스템: 상부 및 측면 뷰 별도 촬영

실린더 블록에는 여러 개의 검사 면이 있으며, 단일 고정 카메라로는 충분한 커버리지를 확보하기 어려울 수 있다.

따라서 실용적인 해결책은 검사 작업을 다음 두 영역으로 분할할 수 있다 상부 관측 및 측면 관측 .

상면 검사

한 A 카메라 가 실린더 블록 상부 표면 검사에 사용된다.

설명된 구성에서는 로봇이 A 카메라를 운반하며 프로그래밍된 검사 경로에 따라 이동한다.

이를 통해 상부 표면의 다양한 영역에 대해 촬영 위치와 시야 각도를 조정할 수 있다.

측면 검사

AB 카메라 작업물 옆에 위치함.

실린더 블록을 회전 테이블 위에서 회전시켜 서로 다른 측면이 카메라 시야에 차례로 들어오도록 함.

기본 동작 순서는 다음과 같음.

로봇에 장착된 A 카메라 → 상면 촬영

회전 테이블 + B 카메라 → 측면 촬영

검사 소프트웨어가 캡처된 이미지를 처리한 후 해당 OK/NG 결과를 제공함.

3. 비전 시스템이 검출할 수 있는 항목은?

검사 시스템은 여러 가지 서로 다른 검사 작업으로 구성할 수 있음.

3.1 누락 또는 오류 있는 구멍 검출

실린더 블록에는 특정 위치와 패턴을 갖는 가공 및 주조 구멍이 여러 개 포함됨.

이 시스템은 실제 이미지를 정의된 구멍 위치 기준과 비교하여 다음 사항을 식별할 수 있습니다.

• 구멍 누락
• 추가 구멍
• 구멍 위치 오류
• 부정확한 구멍 배열
• 가공 구멍 크기 이상

이 유형의 검사는 입고되는 주조 부품에 특히 유용합니다. 잘못된 구멍 배열이 후속 가공 공정으로 이어질 수 있기 때문입니다.

기준 데이터는 고객의 실제 엔지니어링 도면 및 승인된 구멍 배열을 기반으로 해야 합니다.

3.2 긁힘 및 충격 흔적 탐지

가공 표면에는 눈에 보이는 긁힘, 오목함 또는 충격 흔적이 있을 수 있습니다.

머신 비전은 기대되는 표면 외관과 촬영된 이미지 간의 차이를 분석함으로써 비정상적인 표면 특징을 식별할 수 있습니다.

실제 검사 능력은 다음 요인들에 따라 달라집니다.

• 표면 거칠기
• 조명 조건
• 결함 크기
• 결함 대비도
• 카메라 해상도
• 검사 각도
• 배경 질감

이러한 이유로, 시스템 구성 최종 결정 전에 실제 양산 부품을 사용한 샘플 검증이 중요하다.

3.3 흑색 금속 조각 탐지

흑색 금속 조각은 특히 탐지가 어려울 수 있다.

큰 크기의 명확히 보이는 이물질과 달리, 미세한 조각은 가공면 전체에 불규칙하게 분포될 수 있으며, 다음 특성과 시각적으로 유사할 수 있다:

• 어두운 가공 자국
• 표면 질감
• 오일 오염
• 주조 또는 가공 배경 특징

영상 알고리즘은 다음 특성을 평가할 수 있다:

• 형태
• 크기
• 윤곽 특징
• 직책
• 주변 표면과의 대비

그러나 금속 조각이 기름이나 다른 어두운 오염 물질과 혼합될 경우, 영상 대비가 덜 신뢰할 수 있게 될 수 있다.

이러한 이유 때문에 검증을 위해 대표적인 금속 조각 오염을 포함한 실제 시료를 사용해야 한다 깨끗한 기준 부품만에 의존하는 것보다는.

4. 유연한 검사 영역 정의

실린더 블록 모델에 따라 검사 요구 사항이 달라질 수 있다.

모든 검사 영역을 고정적으로 설정하는 대신, 시스템은 사용자가 소프트웨어 인터페이스를 통해 검사 영역을 정의할 수 있도록 허용한다.

이를 통해 작업자나 엔지니어는 다음 사항을 지정할 수 있다:

• 어느 표면을 검사할 것인지
• 어느 홀 패턴을 점검할 것인지
• 어느 가공 영역을 점검해야 하는가
• 어느 영역을 제외해야 하는가
• 어느 영역에서 결함 검출이 필요한가

설정 후, 점검 영역과 해당 파라미터를 제품 프로그램으로 저장할 수 있다.

이는 여러 실린더 블록 모델이 동일한 점검 시스템을 공유하는 양산 환경에서 특히 유용하다.

5. 로봇 기반 카메라 위치 조정 및 자동 티칭

고정식 카메라 배치에 비해 로봇 장착 카메라는 추가적인 유연성을 제공한다.

로봇은 카메라를 사전 정의된 위치로 이동시키고, 프로그래밍된 점검 경로를 따라 움직일 수 있다.

자동 경로 티칭 및 제품 프로그램 관리 기능을 통해 이 시스템은 다음을 지원할 수 있다.

• 다중 검사 위치
• 다양한 실린더 블록 모델
• 자동 카메라 경로 실행
• 제품 프로그램 전환
• 복잡한 표면 검사

다중 모델 생산의 경우, 유연성과 무제한 호환성을 혼동해서는 안 된다.

작업물 치수, 검사 표면, 고정장치 위치, 카메라 시야 및 로봇 도달 범위는 여전히 각 제품군에 대해 평가되어야 한다.

6. 일반적인 기술 구성

다음 매개변수는 이 유형의 맞춤형 검사 시스템에 대한 공개된 제품 정보를 기반으로 한다.

항목	일반 구성
장비 유형	맞춤형/비표준 머신 비전 검사 시스템
검사 대상	구멍 위치, 가공 구멍 크기, 누락/과잉 구멍, 긁힘, 충격 흔적, 금속 찌꺼기
상면 검사	로봇 장착 A 카메라
측면 검사	B 카메라 + 회전 테이블
검사 구역	사용자 정의 영역
카메라 모니터링	실시간 카메라 영상 보기
제품 교체 작업	신속한 모델 전환
로봇 이동	자동 경로 교육
생산 타크	생산 요구 사항에 따라 맞춤 제작

정확한 카메라 해상도, 렌즈, 조명, 로봇 모델, 처리 알고리즘 및 사이클 타임은 시료 테스트 및 양산 요구 사항을 통해 결정해야 한다.

7. 주요 선정 고려 사항

7.1 검정 금속 조각은 검증상 어려움을 초래함

작은 검정 금속 조각은 어두운 표면 특징이나 유막 오염과 시각적으로 유사할 수 있음.

검사 시스템을 최종 확정하기 전에 다음을 대표하는 시료를 제공하는 것이 권장됨.

• 청결한 가공 표면
• 일반적인 표면 질감
• 일반적인 금속 조각 오염
• 다양한 크기의 조각
• 다양한 방향의 조각
• 유막이 있는 조건

이를 통해 시각 시스템을 현실적인 양산 조건 하에서 테스트할 수 있다.

7.2 구멍 검사에는 정확한 기준이 필요함

구멍 위치 검사는 신뢰할 수 있는 기준 정보에 의존한다.

공급업체는 시스템이 다음 항목들을 구분할 수 있도록 관련 공학 도면 또는 승인된 구멍 배열 데이터를 받아야 한다.

• 필수 구멍
• 선택적 구멍
• 공정용 구멍
• 기준 구멍
• 불필요하거나 추가된 구멍

그렇지 않으면 합법적인 공정 특징이 비정상 구멍으로 오해받을 수 있다.

7.3 다중 모델 생산에는 프로그램 관리가 필요함

사용자 정의 검사 영역 및 자동 로봇 티칭으로 인해 모델 변경이 더욱 유연해짐

다수의 실린더 블록 모델을 처리하는 생산 라인의 경우, 일반적으로 각 모델의 검사 프로그램을 사전에 준비하고 검증하는 것이 더 효율적임

이로 인해 다음을 줄일 수 있습니다:

• 변환 시간
• 수동 설정
• 생산 중단
• 부정확한 검사 파라미터 위험

7.4 검사 위치는 생산 타크(takt)와 일치해야 함

입고 검사 스테이션은 물자 취급 시스템과 함께 평가되어야 함

완전한 사이클은 다음을 포함해야 함

적재 → 정위 → 영상 촬영 → 영상 처리 → 결과 출력 → 하역

영상 획득 속도는 빠르지만 공작물 정위 또는 로봇 이동 시간이 지나치게 길 경우, 검사 스테이션이 여전히 생산 병목 구간이 될 수 있음

따라서 사이클 타임 검증은 전체를 포괄해야 함 완전한 점검 순서 카메라 노출 시간만이 아니라.

8. 빅 버드 인더스트리얼의 머신 비전 점검

빅 버드 인더스트리얼, 이전 이름은 하얼빈 시마다 빅 버드 인더스트리얼 자동차 및 정밀 제조 분야에 통합 산업용 세정 및 머신 비전 솔루션을 제공합니다.

전문 기계 비전 사업부는 CN ISEE 다음과 같은 여러 응용 분야를 포괄합니다:

• Orient See — 차원 및 기하학적 검사
• Surface See — 표면 결함 검사
• Assembly See — 조립 검사 및 오류 방지
• Inner See — 내부 구멍 및 내벽 검사
• 페인트 확인 — 페인트 표면 결함 검사
• 알고리즘 및 소프트웨어 플랫폼 — 머신 비전 소프트웨어 및 알고리즘 솔루션

이 Surface See 이 시리즈는 입고 검사, 가공 공정, 최종 검사 등 다양한 생산 단계에서 표면 및 외관 검사를 중점적으로 수행합니다.

실린더 블록의 경우, 검사 설정은 고객의 실제 결함 유형, 검사 면, 제품 모델 및 생산 타크에 따라 조정할 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 왜 가공 후가 아니라 가공 전에 실린더 블록을 검사하나요?

입고 검사는 추가적인 생산 자원이 소비되기 이전에 주조 또는 이전 공정에서 발생한 결함을 식별하는 것을 목적으로 합니다.

가공 라인 입구에서 잘못된 홀 패턴이나 명백한 표면 결함이 확인되면, 부품은 후속 공정 진입 전에 재작업 또는 불합격 처리를 위해 분류될 수 있습니다.

Q: 검은 금속 칩과 어두운 가공 텍스처는 어떻게 구분하나요?

시스템은 형태, 크기, 엣지 특성, 위치, 대비 등 여러 이미지 특성을 평가할 수 있습니다.

그러나 금속 칩이 기름과 혼합되었거나, 가공 면 자체에 강한 텍스처가 있는 경우에는 구분이 더욱 어려워집니다.

따라서 대표적인 양산 샘플을 사용한 테스트는 시스템 검증의 중요한 부분이다.

질문: 사용자 정의 검사 영역 설정이 조작하기 어려운가?

검사 영역은 머신 비전 소프트웨어 인터페이스를 통해 정의되며, 일반적으로 해당 제품 프로그램의 일부로 저장할 수 있다.

소수의 제품 모델의 경우, 운영자는 교육 후 이 설정을 관리할 수 있다. 다수의 제품 모델을 다루는 대규모 프로젝트의 경우, 검사 프로그램은 시운전 중 시스템 공급업체가 준비하고 검증할 수 있다.

질문: 동일한 시스템으로 실린더 헤드나 기타 부품도 검사할 수 있는가?

해당 시스템은 신속한 모델 전환 및 자동 로봇 경로 학습 기능을 갖도록 설계될 수 있다.

다만, 호환성은 실제 치수, 검사 표면, 위치 고정 방식, 카메라 시야각, 로봇 도달 범위 및 검사 요구사항에 따라 달라진다.

따라서 서로 다른 부품이 동일한 검사 시스템을 공유할 수 있는지 여부를 확정하기 전에, 제품 목록과 샘플 부품을 평가해야 한다.

결론

자동 실린더 블록 표면 검사는 단순히 카메라를 작업물 위에 배치하는 것만으로 이루어지지 않는다.

복잡한 부품의 경우, 신뢰할 수 있는 검사를 위해서는 여러 대의 카메라, 로봇 기반 카메라 위치 조정, 회전 테이블 이동, 제품별 검사 프로그램 및 응용 분야 특화 비전 알고리즘이 필요할 수 있다. .

입고 실린더 블록 검사를 위해 통합 시스템을 사용하면 세 가지 주요 품질 리스크를 해결할 수 있다:

홀 패턴 오류 → 표면 긁힘 및 충격 자국 → 검은 금속 칩 오염

검사를 공정 상류로 이동시킴으로써 제조업체는 가공 능력과 하류 생산 자원을 소비하기 전에 입고 결함을 식별할 수 있다.

장비 선정 전 가장 중요한 단계는 따라서 카메라를 선택하는 것이 아니라, 무엇을 탐지해야 하는지, 어디에 나타나는지, 결함 크기는 얼마인지, 작업물이 어떻게 이동하는지, 그리고 달성해야 할 생산 타크(takt)는 얼마인지 정의하는 것이다.

빅 버드 인더스트리얼 / CN 아이시는 이러한 응용 요구 사항을 기반으로 카메라 시스템, 로봇 검사, 회전 정위, 제품 특화 검사 소프트웨어를 포함한 맞춤형 머신 비전 검사 구성 솔루션을 개발할 수 있습니다.