Inspeție defecțiuni la finalul liniei pentru chiulase: viziune cu scanare pe linie pentru suprafețele de etanșare și cele inferioare

Prezentare generală

Dupa prelucrarea mecanica, capurile de cilindru necesita o inspectie finala de calitate inainte de a parasi linia de productie si de a intra in depozit sau in procesul de asamblare. Zonele cheie de inspectie includ suprafata de etansare a capacului de cilindru, suprafetele de sprijin pentru suruburi si suprafata inferioara a capului de cilindru.

Solutia Big Bird Industrial pentru inspectia finala a capurilor de cilindru combina o camera cu scanare liniara de 8K, o camera cu scanare de zona, iluminare specializata si pozitionare robotica colaborativa pentru a detecta zgarieturi, defecte proeminente, deformari, fisuri si urme de impact pe suprafetele critice prelucrate mecanic.

Sistemul referit are un ciclu de inspecție publicat de 3,5 minute pe piesă, iar ciclul real este configurabil în funcție de designul chiulasei și de cerințele de inspecție.

1. De ce inspecția la finalul liniei pentru chiulasă se concentrează pe suprafețele de etanșare

Etapa de inspecție după prelucrare și înainte ca chiulasa să părăsească linia de producție reprezintă un punct final esențial de verificare a calității.

Pentru aplicația referită, trei zone sunt obiectivele principale ale inspecției:

• Suprafață de etanșare a capacului de chiulasă
• Suprafețele de sprijin pentru șuruburile chiulasei
• Suprafață inferioară a chiulasei

Aceste zone au o caracteristică importantă comună: sunt suprafețe de contact, de montare sau de etanșare care trebuie să se asocieze corect cu garniturile, capacele sau blocul motorului în timpul asamblării.

Chiar și defectele relativ mici de suprafață pot afecta starea de contact dintre componentele care se asamblează.

Defectele proeminente necesită o atenție deosebită

Dintre diferitele tipuri de defecte, defectele proeminente, cum ar fi proeminențele asemănătoare cu buruienile sau acumulările locale de material, necesită o atenție deosebită.

Spre deosebire de o deformare, care creează o depresiune locală, un defect proeminent poate crea un punct înalt localizat în timpul asamblării. La strângerea șuruburilor, acest lucru poate duce la încărcare locală neuniformă și, eventual, la afectarea comprimării garniturii.

Din acest motiv, criteriile de inspecție trebuie să definească clar înălțimea, dimensiunea și poziția acceptabile ale defectelor proeminente, în funcție de cerințele ingineresti ale clientului.

2. Soluția de inspecție: cameră line-scan 8K + cameră area-scan

Sistemul de inspecție referit pentru chiulasă combină două abordări de imagistică pentru a se potrivi diferitelor geometrii de inspecție.

Suprafață de etanșare a capacului de chiulasă

Suprafața de etanșare este inspectată pentru:

• Șurseale
• Defecte proeminente
• Dungi
• Crăpături
• Urmări de impact

Deoarece zona de etanșare este lungă și relativ îngustă, se folosește o cameră line-scan 8K împreună cu o sursă de lumină specializată line-scan.

În loc să captureze întreaga zonă într-o singură imagine convențională, camera cu scanare pe linie achiziționează suprafața linie cu linie, în timp ce piesa de prelucrat și camera se mișcă relativ una față de cealaltă.

Aceasta face ca imagistica cu scanare pe linie să fie deosebit de potrivită pentru zonele lungi și continue de inspecție.

Suprafețe de sprijin pentru șuruburi

Suprafețele de sprijin pentru șuruburile chiulasei sunt inspectate pentru:

• Scratch-uri pe suprafață
• Crăpături
• Urmări de impact

Aceste zone sunt inspectate folosind configurația de viziune cu scanare pe arie.

Suprafață inferioară a chiulasei

Suprafața inferioară este inspectată pentru:

• Șurseale
• Crăpături
• Urmări de impact
• Defecte din interiorul zonelor specificate ale benzii de etanșare

Regiunea de inspecție poate fi configurată în funcție de geometria reală a chiulasei și de criteriile de calitate definite de client.

3. Configurare hardware

Sistemul combină imagistica de înaltă rezoluție cu scanare pe linie cu imagistica convențională cu scanare pe arie.

Sistem de Imaginare

• camera cu scanare pe linie 8K: 1 unitate
• camera cu scanare pe zonă de 12 MP: 1 unitate
• Sursă de lumină pentru scanare pe linie: 1 set
• Lumină inelară: 1 set

Camera cu scanare pe linie 8K este utilizată în principal pentru suprafața lungă de etanșare, în timp ce camera cu scanare pe zonă de 12 MP gestionează celelalte zone de inspecție.

Poziționare robotică

Roboții colaborativi pot fi configurați folosind mărci inclusiv:

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

Robotul poziționează sistemul de imagistică în diverse locații de inspecție, conform traseului de inspecție programat.

Funcții de viziune și date

Sistemul integrează:

• Citirea codurilor
• Inspeție prin viziune artificială
• Algoritmi de învățare profundă
• Trasabilitatea inspecțiilor
• Analiză de date
• Vizualizare la distanță

Aceasta permite asocierea rezultatelor de inspecție cu piese individuale și păstrarea acestora pentru analiza ulterioară a calității.

4. Specificații tehnice

Următoarele specificații se bazează pe informațiile publice disponibile despre sistemul menționat.

Ciclul de 3,5 minute este o valoare aplicațională publicată. Timpul real de ciclu trebuie calculat în funcție de geometria piesei, zonele de inspecție, mișcarea robotului, precum și de cerințele de achiziție și procesare a imaginii.

5. De ce se folosește o cameră cu scanare pe linie pentru suprafețele de etanșare ale chiuloaselor?

O caracteristică cheie a acestei soluții este utilizarea unei camere de scanare pe linie 8K, în loc să se bazeze în întregime pe camere de scanare pe zonă.

Suprafața de etanșare este, de obicei, o zonă de inspecție lungă și îngustă. Cu o cameră de scanare pe zonă, sistemul ar putea necesita capturarea mai multor secțiuni și alipirea imaginilor între ele.

Aceasta poate introduce cerințe suplimentare pentru:

• Poziționarea camerei
• Alipirea imaginilor
• Regiunile suprapuse
• Consistența iluminării
• Durata ciclului de inspecție

O cameră de scanare pe linie capturează, în schimb, suprafața în mod continuu, linie cu linie, pe măsură ce piesa se deplasează relativ față de sistemul de imagine.

Pentru acest tip de suprafață continuă, factorul important nu este doar numărul de megapixeli ai camerei. Metoda de imagine trebuie să corespundă geometriei și mișcării zonei de inspecție.

O cameră de scanare pe linie 8K poate oferi, astfel, o abordare eficientă pentru suprafețele lungi de etanșare, unde este necesară achiziția continuă de imagini cu rezoluție ridicată.

6. Considerații cheie privind selecția

6.1 Stabilizarea mișcării relative

Imagistica cu scanare pe linie este sensibilă la mișcarea relativă dintre cameră și piesa de prelucrat.

În timpul proiectării sistemului, proiectul ar trebui să evalueze:

• Stabilitatea vitezei benzi transportoare sau a sistemului de poziționare
• Stabilitatea mișcării robotului
• Precizia de poziționare a piesei de prelucrat
• Distanța dintre cameră și piesa de prelucrat
• Sincronizarea dintre mișcare și achiziția imaginii

O mișcare instabilă poate afecta scalarea imaginii și consistența inspecției.

6.2 Cuantificarea criteriilor pentru defectele ridicate și cele adâncite

Termeni precum „defect ridicat” sau „găură” nu sunt suficienți ca criterii ingineresti de acceptare.

Specificația de inspecție ar trebui să definească praguri măsurabile, cum ar fi:

• Înălțimea defectului
• Adâncimea defectului
• Suprafața defectului
• Lungimea defectului
• Localizarea defectelor

De asemenea, trebuie pregătite eșantioane reprezentative OK și NG pentru antrenarea și validarea algoritmului.

6.3 Definirea clară a zonei de inspecție a benzii de etanșare

Banda de etanșare este o zonă critică de inspecție.

Limitele acesteia trebuie definite clar în software-ul de viziune, astfel încât:

• Defectele relevante să nu fie omise
• Zonele necritice nu generează alarme inutile
• Caracteristicile de pe margine nu sunt clasificate în mod eronat ca fiind defecte

6.4 Planificarea traseelor robotului pentru mai multe modele de chiulase

Dacă diferite modele de chiulase împart aceeași linie de producție, traseul robotic de inspecție trebuie adaptat fiecărui model.

Proiectul ar trebui, așadar, să evalueze:

• Identificare model
• Comutarea automată a programelor
• Timpul de comutare al traseului robotului
• Poziționarea camerei
• Diferențele privind zonele de inspecție
• Extinderea viitoare a gamelor de modele

7. Viziunea bazată pe învățare profundă pentru inspecția suprafețelor prelucrate

Suprafețele prelucrate ale chiulasei pot conține defecte cu forme, dimensiuni și caracteristici vizuale diferite.

Sistemul referit combină viziunea artificială cu algoritmi de inspecție bazate pe învățarea profundă, permițând configurarea unor regiuni de inspecție și criterii de defect diferite, în funcție de piesa de prelucrat.

Pentru un proiect practic, performanța algoritmului depinde în mare măsură de calitatea și cantitatea eșantioanelor de antrenare și validare.

Biblioteca de eșantioane ar trebui să includă exemple reprezentative ale:

• Șurseale
• Crăpături
• Dungi
• Defecte proeminente
• Urmări de impact
• Caracteristicilor normale de prelucrare
• Variațiilor de suprafață care nu trebuie clasificate ca defecte

Aceasta este deosebit de importantă pentru suprafețele de etanșare, unde caracteristicile legitime de prelucrare și defectele reale pot avea caracteristici vizuale relativ similare.

8. Capacitățile Big Bird Industrial de inspecție prin viziune artificială

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), anterior denumită Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., oferă soluții integrate de curățare industrială de precizie și de viziune artificială pentru aplicații din domeniul automotive și al fabricației de precizie.

Activitatea sa de viziune artificială acoperă șase domenii specializate:

• Orient See — inspecție dimensională și geometrică
• Surface See — inspecție a defectelor de suprafață
• Assembly See — inspecție a asamblărilor și poka-yoke
• Inner See — inspecție a găurilor interioare și a pereților interiori
• Paint See — inspecție a defectelor de suprafață a vopselei
• Algorithm & Software Platform — algoritmi și platformă software pentru viziune artificială

Pentru chiulasele prelucrate mecanic, Surface See poate fi configurat pentru inspecția suprafețelor de etanșare, a suprafețelor de sprijin și a altor zone prelucrate, în funcție de criteriile de defect ale clientului și de tactul de producție.

Echipamentul poate fi, de asemenea, integrat cu funcții de citire a codurilor și de trasabilitate, pentru a conecta rezultatele inspecției cu piesele individuale.

Întrebări frecvente

De ce se folosește o cameră cu scanare pe linie în loc de o cameră cu scanare pe zonă?

Suprafața de etanșare a chiulasei este o zonă de inspecție relativ lungă și continuă. O cameră cu scanare pe zonă ar putea necesita mai multe imagini și asamblarea acestora pentru a acoperi întreaga regiune.

O cameră cu scanare pe linie captează suprafața în mod continuu pe măsură ce piesa se deplasează, fiind potrivită pentru suprafețe lungi, de tip bandă, unde sunt importante imaginile consistente și acoperirea continuă.

De ce sunt defectele proeminente deosebit de importante pe suprafețele de etanșare?

Un defect proeminent poate crea un punct înalt local între suprafețele care se asamblează. În timpul montării, acest lucru poate duce la o comprimare neuniformă a garniturii sau la încărcări locale.

Pragul real de acceptare trebuie stabilit pe baza cerințelor ingineresti ale clientului și verificat folosind eșantioane reprezentative OK/NG.

Este un ciclu de inspecție de 3,5 minute prea lent pentru o linie de prelucrare?

Aplicația referită este poziționată ca un proces de inspecție la finalul liniei, astfel încât tactul său nu trebuie neapărat să corespundă ciclului de prelucrare al fiecărei operațiuni amonte.

Dacă este necesar un tact mai scurt, opțiunile pot include:

• Stații de inspecție paralele
• Trasee robotizate optimizate
• Unități suplimentare de imagistică
• Reducerea mișcărilor de inspecție
• Prelucrarea paralelă a imaginilor

Configurația finală trebuie stabilită printr-o analiză completă a timpului de ciclu.

Cât de mult timp pot fi stocate imaginile de inspecție?

Sistemul oferă funcții de trasabilitate, analiză a datelor și vizualizare la distanță. Perioada reală de păstrare a imaginilor depinde de capacitatea de stocare și de cerințele de management al calității ale fabricii.

Pentru aplicațiile de producție, acordul tehnic trebuie să specifice:

• Perioada de păstrare a imaginilor
• Format de stocare
• Volumul datelor
• Metoda de recuperare
• Trasabilitatea între piesa de prelucrat și imagine
• Cerințele privind copiile de siguranță

Concluzie

Inspecia finală a chiulaselor necesită mai mult decât doar verificarea aspectului acceptabil al unei suprafețe prelucrate.

Pentru suprafețele de etanșare și alte zone critice prelucrate, sistemul de inspecție trebuie să ofere imagistică stabilă, iluminare adecvată, definire precisă a regiunii de inspecție și clasificare fiabilă a defectelor.

Soluția referențiată combină o cameră line-scan de 8K, o cameră area-scan de 12 MP, iluminare dedicată și poziționare robotică, împreună cu funcții de viziune artificială, învățare profundă și trasabilitate.

Pentru suprafețele lungi de etanșare, imagistica line-scan oferă un mod practic de realizare a inspecției continue cu rezoluție ridicată. Pentru celelalte suprafețe și zonele locale de inspecție, imagistica area-scan oferă o acoperire flexibilă.

Cu ciclul de inspecție publicat de 3,5 minute, sistemul oferă o abordare configurabilă pentru inspecția calității capetelor de cilindru la finalul liniei, cu tactul final și criteriile de inspecție stabilite în funcție de piesa specifică și de cerințele de producție.