Inspeția finală a defectelor chiului de cilindru: viziune cu scanare pe linie 8K pentru suprafețele de etanșare

Prezentare generală

După prelucrare, capurile de cilindru necesită o inspecție finală de calitate înainte de părăsirea liniei de producție pentru depozitare sau asamblare. Zonele cheie de inspecție includ suprafața de etanșare a capacului de cilindru, suprafețele de sprijin pentru șuruburi și suprafața inferioară a capului de cilindru .

Soluția Big Bird Industrial de inspecție vizuală la finalul liniei pentru capul de cilindru combină o cameră cu scanare pe linie de 8K, o cameră cu scanare pe zonă de 12 MP, iluminare specializată și poziționare robotică colaborativă pentru a detecta zgârieturi, defecte proeminente, deformări, fisuri și urme de impact pe suprafețele prelucrate critice.

Sistemul menționat are un ciclu de inspecție publicat de 3,5 minute pe piesă de prelucrat , iar durata finală a ciclului este configurabilă în funcție de piesa de prelucrat și de cerințele de inspecție.

1. Inspectia finală a chiulaselor: De ce sunt importante suprafețele de etanșare

După finalizarea prelucrării și înainte ca chiulasa să părăsească linia de producție, inspecția finală reprezintă un punct esențial de control al calității.

Pentru aplicația referită, inspecția se concentrează asupra a trei zone majore:

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

Aceste zone sunt critice deoarece formează interfețe de contact sau de etanșare în timpul asamblării. Defectele de suprafață, cum ar fi zgârieturile, deformările, fisurile sau zonele proeminente, pot afecta starea de contact dintre componentele care se asamblează.

Defecte proeminente pe suprafețele de etanșare

Defectele proeminente necesită o atenție deosebită pe suprafețele de etanșare.

O proeminență locală poate crea un punct înalt între suprafețele de asamblare în timpul montării. În momentul strângerii șuruburilor, acest lucru poate duce la o încărcare locală neuniformă sau poate afecta comprimarea garniturii.

Totuși, limita reală de acceptare trebuie definită de cerințele ingineresci ale clientului. Parametri precum înălțimea defectului, adâncimea, aria și poziția acestuia trebuie cuantificați, nu se poate baza doar pe descrieri vizuale, cum ar fi «ridicat» sau «deformat».

De ce este dificil de imaginat suprafețele de etanșare

Suprafețele de etanșare sunt adesea relativ plane, netede și alungite. Aceasta creează mai multe provocări pentru viziunea artificială:

• Defectele pot avea un contract scăzut față de suprafața prelucrată
• Reflexiile pot varia în funcție de unghiul de iluminare
• Zona de inspecție poate fi lungă și îngustă
• O singură cameră cu scanare de suprafață poate să nu acopere eficient întreaga suprafață

Aici devine deosebit de utilă imaginarea cu scanare pe linie.

2. Soluția de inspecție: vizualizare cu scanare pe linie 8K + scanare pe zonă

Sistemul menționat folosește tehnologii de imagistică diferite, în funcție de geometria zonei de inspecție.

Suprafață de etanșare a capacului de chiulasă

Suprafața de etanșare este inspectată pentru:

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

Un camera cu scanare pe linie 8K și iluminarea specializată pentru scanarea pe linie sunt utilizate pentru imaginarea continuă a suprafeței alungite de etanșare.

Suprafețele de sprijin pentru șuruburile chiulasei

Suprafețele de sprijin pentru șuruburi sunt inspectate în ceea ce privește:

• Șurseale
• Crăpături
• Urmări de impact

Aceste zone sunt acoperite de configurația de vizualizare cu scanare pe zonă.

Suprafață inferioară a chiulasei

Suprafața inferioară este inspectată pentru:

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

Regiunile de inspecție pot fi definite în software-ul de vizualizare conform geometriei reale a chiulaselor și criteriilor de calitate stabilite de client.

3. De ce să folosiți o cameră cu scanare pe linie 8K?

Alegerea dintre imagistica cu scanare pe linie și cea cu scanare pe zonă trebuie să se bazeze pe geometria inspecției și mișcarea relativă , nu doar rezoluția camerei.

Pentru o suprafață etanșată alungită, o cameră cu scanare pe arie poate necesita mai multe imagini pentru a acoperi întreaga zonă de inspecție. Aceste imagini pot necesita ulterior alinierea sau asamblarea lor.

Aceasta poate crește complexitatea sistemului și introduce considerente suplimentare, cum ar fi:

• Suprapunerea imaginilor
• Uniformitatea luminozității
• Poziționarea camerei
• Accuratețea legăturii
• Durata ciclului de inspecție

O cameră cu scanare pe linie captează suprafața linie cu linie, pe măsură ce piesa de prelucrat și camera se mișcă una față de cealaltă. Imaginea rezultată poate reprezenta o bandă continuă de inspecție.

Principiul cheie este:

Zonă lungă și continuă de inspecție → mișcare relativă controlată → achiziție imagine linie cu linie.

Pentru suprafețele de etanșare ale chiulasei, această abordare poate oferi un mod eficient de a obține o acoperire imagine continuă și de înaltă rezoluție.

Performanța reală a camerei cu scanare pe linie depinde încă de factori precum stabilitatea mișcării, rezoluția optică, iluminarea, distanța dintre cameră și piesa de prelucrat, precum și dimensiunea defectelor necesare de detectat.

4. Configurație hardware

Echipamentul menționat combină imagistica cu scanare pe linie și imagistica 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 acoperă celelalte zone de inspecție.

Poziționare robotică

Roboții colaborativi pot fi configurați folosind mărci inclusiv:

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

Robotul poziționează camera conform traseului de inspecție programat și al geometriei piesei de prelucrat.

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 inspecției cu piese individuale, pentru analiza ulterioară a calității și trasabilitate.

5. Specificații tehnice

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

Articol	Specificație
Aplicație	Vehicule comerciale, vehicule pentru pasageri, inclusiv vehicule electrice (NEV)
Piese de prelucrat	Componente ale transmisiilor cu energie nouă; componente ale transmisiilor diesel și benzină
Ciclul de inspecție publicat	3,5 minute
Cameră cu scanare liniară	8K × 1
Camera cu scanare pe suprafață	12 MP × 1
Lumină cu scanare pe linie	1 set
Lumânare cu inel	1 set
Calculatoare industriale	Advantech
Opțiuni pentru roboți	Elite, SIASUN, Han's Robot, JAKA
Tehnologie de inspecție	Viziune artificială + învățare profundă
Funcții	Citirea codurilor, inspecția, urmărirea, analiza datelor și vizualizarea la distanță

Piața ciclul de 3,5 minute este o valoare de aplicație publicată , nu o garanție universală privind timpul de ciclu. Timpul tact real trebuie evaluat în funcție de designul chiulasei, acoperirea inspecției, mișcarea robotului, precum și de cerințele de achiziție și procesare a imaginilor.

6. Considerații cheie privind selecția

6.1 Controlul mișcării relative pentru inspecția cu scanare pe linie

Imagistica cu scanare pe linie se bazează pe mișcarea relativă controlată între cameră și piesa de prelucrat.

Proiectarea sistemului ar trebui, așadar, să țină cont de următoarele aspecte:

• Stabilitatea vitezei benzi transportoare sau a sistemului de poziționare
• Precizia mișcării robotului
• Poziționarea piesei de prelucrat
• Distanța dintre cameră și piesa de prelucrat
• Sincronizarea declanșării
• Viteza de achiziție a imaginii

O mișcare instabilă poate afecta geometria imaginii și consistența inspecției.

6.2 Cuantificarea defectelor proeminente și ale celor adâncite

Criteriile de inspecție ar trebui să definească limite măsurabile pentru defectele proeminente și cele adâncite.

De exemplu:

• Înălțimea maximă acceptabilă
• Adâncimea maximă acceptabilă
• Suprafață minimă detectabilă
• Lungimea defectului
• Localizarea defectelor

Probe reprezentative OK și NG trebuie pregătite pentru dezvoltarea și validarea algoritmului.

6.3 Definirea clară a zonei de etanșare

Zona de etanșare este una dintre cele mai importante zone de inspecție.

Limitele acesteia trebuie definite clar în software-ul de viziune pentru a preveni:

• Nedetectarea defectelor din apropierea limitei de inspecție
• Alarmele false provenite din zone necritice
• Clasificarea incorectă a caracteristicilor normale ale marginii

6.4 Planificarea traseelor robotizate pentru mai multe modele

Când pe aceeași linie se produc mai multe modele de chiulase, fiecare model poate necesita un traseu de inspecție diferit.

Sistemul ar trebui, așadar, să ia în considerare:

• Identificarea automată a modelului
• Comutare program
• Timpul de comutare al traseului robotului
• Diferențele privind zonele de inspecție
• Poziționarea camerei
• Extinderea viitoare a gamelor de modele

7. Inspectarea cu învățare profundă a suprafețelor prelucrate ale chiuloaselor

Suprafețele prelucrate ale chiuloaselor pot conține defecte cu caracteristici vizuale substanțial diferite.

Sistemul referit combină viziunea artificială cu algoritmi de învățare profundă pentru a sprijini regiunile configurabile de inspecție și clasificarea defectelor.

Performanța reală a algoritmului depinde în mare măsură de calitatea bazei de date de eșantioane.

Un proiect practic ar trebui să includă exemple reprezentative ale:

• Șurseale
• Crăpături
• Dungi
• Defecte proeminente
• Urmări de impact
• Urmelor normale de prelucrare
• Variațiilor acceptabile ale suprafeței

Caracteristicile normale de prelucrare sunt deosebit de importante, deoarece sistemul de viziune trebuie să distingă caracteristicile legitime ale fabricației de defectele reale de calitate.

8. Capacitățile Big Bird Industrial de inspecție prin viziune artificială

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

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 la montaj și poka-yoke
• Inner See — inspecție a găurilor interioare și a pereților interiori
• Paint See — inspecție a defectelor de suprafață a vopselei
• Algoritm și platformă software — algoritmi și software de viziune artificială

Pentru chiulasele prelucrate, Surface See pot fi configurate pentru a inspecta suprafețele de etanșare, zonele de sprijin pentru șuruburi și alte regiuni critice prelucrate, conform criteriilor de defect ale clientului și a tactului de producție.

Funcțiile de citire a codurilor și de trasabilitate pot fi, de asemenea, integrate 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 lungă și continuă. O cameră cu scanare pe suprafață poate necesita mai multe imagini pentru a acoperi întreaga zonă, urmate de aliniere sau asamblare imagine.

O cameră cu scanare pe linie captează în mod continuu suprafața, linie cu linie, pe măsură ce are loc o mișcare relativă între cameră și piesa de prelucrat. Acest lucru o face deosebit de potrivită pentru zonele de inspecție alungite.

De ce sunt importante defectele proeminente pe suprafețele de etanșare?

Un defect proeminent poate crea un punct local ridicat între suprafețele care se asamblează. În timpul montării, acest lucru poate afecta comprimarea garniturii sau poate genera o încărcare locală neuniformă.

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

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

Sistemul menționat este conceput pentru inspecția la finalul liniei , astfel încât timpul său de ciclu nu trebuie neapărat să corespundă timpului de ciclu al fiecărei operațiuni amonte.

Dacă este necesar un tact mai scurt, posibilele abordări includ:

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

Ar trebui efectuată o analiză completă a timpului de ciclu înainte de selectarea finală a echipamentelor.

Cât de mult timp pot fi stocate imaginile cu defecțiuni?

Sistemul oferă funcții de trasabilitate, analiză a datelor și vizualizare la distanță. Durata reală de păstrare a imaginilor depinde de configurația de stocare și de cerințele fabricii privind managementul calității.

Pentru aplicațiile de producție, specificația tehnică ar trebui să definească următoarele elemente necesare:

• Perioada de păstrare a imaginilor
• Capacitate de stocare
• Format de date
• Metoda de recuperare
• Asocierea piesei cu imaginea
• Strategia de copiere de siguranță

Concluzie

Inspecia finală a chiuloaselor necesită mai mult decât doar identificarea faptului dacă o suprafață prelucrată pare acceptabilă din punct de vedere vizual.

Pentru suprafețele critice de etanșare și de contact, sistemul de inspecție trebuie să combine tehnologia adecvată de imagistică, mișcare stabilă, iluminare controlată, regiuni de inspecție clar definite și clasificare fiabilă a defecțiunilor .

Soluția referențiată combină un camera cu scanare pe linie de 8K, camera cu scanare pe zonă de 12 MP, iluminare dedicată și poziționare robotică colaborativă , împreună cu funcțiile de viziune artificială, învățare profundă și trasabilitate.

Pentru suprafețele lungi de etanșare, scanarea pe linie oferă o abordare practică pentru inspecție continuă cu rezoluție ridicată. Scanarea pe zonă poate fi apoi utilizată pentru alte regiuni locale de inspecție.

Cu un ciclu de inspecție publicat de 3,5 minute , sistemul oferă o soluție configurabilă pentru inspecția finală a defectelor la capetele de cilindru prelucrate. Takt-ul final, configurația optică și criteriile de inspecție trebuie stabilite în funcție de piesa specifică și de cerințele de producție.