Končno preverjanje napak na cilindrični glavi: črtovno vizualno preverjanje tesnilnih in spodnjih površin

Pregled

Po obdelavi morajo cilindrične glave opraviti končno preverjanje kakovosti, preden zapustijo proizvodno linijo in vstopijo v skladišče ali sestavo. Ključna področja preverjanja vključujejo tesnilno površino pokrova cilindrične glave, površine za oporo vijakov in spodnjo površino cilindrične glave.

Rešitev za preverjanje cilindričnih glav na koncu proizvodne linije podjetja Big Bird Industrial združuje 8K črtno kamera, ploščinsko kamera, specializirano osvetlitev in sodelujoče robotsko pozicioniranje za preverjanje rež, izbočenih napak, udarcev, razpok in sledi udarov na ključnih obdelanih površinah.

Navedeni sistem ima objavljeno preverjalno ciklusno časovnico 3,5 minute na delovni kos, dejanski ciklus pa je nastavljiv glede na obliko cilindrske glave in zahteve glede pregleda.

1. Zakaj se končni pregled cilindrske glave osredotoča na tesnilne površine

Stopnja pregleda po obdelavi in preden cilindrska glava zapusti proizvodno linijo, je pomemben končni kakovostni kontrolni korak.

Za navedeno uporabo so trije območja primarni cilji pregleda:

• Tesnilna površina pokrova cilindrične glave
• Podporne površine vijakov cilindrske glave
• Spodnja površina glave valja

Ta območja imajo pomembno skupno značilnost: to so površine za stik, pritrditev ali tesnjenje, ki se med sestavljanjem morajo pravilno prilegati tesnilnim obročem, pokrovom ali motorju.

Celó relativno majhne površinske napake lahko vplivajo na stično razmerje med sestavnimi deli.

Povišane napake zahtevajo posebno pozornost

Med različnimi vrstami napak za posebno pozornost zaslužijo izbočene napake, kot so izbokline podobne ostremu robu ali lokalna nabiranja materiala.

Za razliko od vdolbine, ki povzroči lokalno depresijo, lahko izbočena napaka med sestavljanjem povzroči lokalno višjo točko. Ko se vijaki privijejo, se lahko zaradi tega pojavijo neenakomerna lokalna obremenitev in morda vplivajo na stiskanje tesnila.

Zato morajo merila za pregled jasno določati dovoljeno višino, velikost in lego izbočenih napak na podlagi tehničnih zahtev stranke.

2. Rešitev za pregled: 8K kamera za črtno skeniranje + kamera za ploščinsko skeniranje

Omenjen sistem za pregled cilindrične glave združuje dva pristopa k zajemanju slik, da ustrezata različnim geometrijam pregleda.

Tesnilna površina pokrova cilindrične glave

Tesnilna površina se pregleduje za:

• Crte
• Izbočene napake
• Vdolbine
• Črte
• Udarnih sledi

Ker je tesnilna površina dolga in relativno ozka, se uporablja 8K kamero za črtno skeniranje skupaj z namensko svetlobno vir za črtno skeniranje.

Namesto zajema celotnega območja v eni konvencionalni sliki črtna kamера zajema površino vrstico za vrstico, medtem ko se delovni kos in kamера premikata relativno eden na drugega.

To naredi črtno zajemanje zelo primerno za dolga, neprekinjena območja pregleda.

Podporne površine za vijake

Podporne površine za vijake na glavi valja se pregledujejo za:

• Površinske brazgotine
• Črte
• Udarnih sledi

Ta območja se pregledujejo z uporabo konfiguracije vidnega sistema z območnim zajemanjem.

Spodnja površina glave valja

Spodnja površina se pregleduje za:

• Crte
• Črte
• Udarnih sledi
• Pomanjkljivosti znotraj določenih območij tesnilnih pasov

Območje pregleda je mogoče nastaviti glede na dejansko geometrijo glave valja in kakovostne kriterije, ki jih določi stranka.

3. Konfiguracija strojne opreme

Sistem združuje visoko ločljivo črtno skeniranje z običajnim ploskovnim skeniranjem.

Sistem slike

• 8K črtna skenirna kamера: 1 enota
• 12 MP ploskovna skenirna kamера: 1 enota
• Izvor svetlobe za črtno skeniranje: 1 komplet
• Obročasta svetloba: 1 komplet

8K črtna skenirna kamера se predvsem uporablja za dolgo tesnilno površino, medtem ko 12 MP ploskovna skenirna kamера zajema druge pregledne območja.

Robotično pozicioniranje

Sodelovalne roboti so lahko konfigurirani z znamkami, kot so:

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

Robot postavlja slikovni sistem na različne lokacije za pregled v skladu z programirano potjo pregleda.

Funkcije slike in podatkov

Sistem vključuje:

• Branje kode
• Pregled strojnega vida
• Algoritmi globokega učenja
• Sledljivost pregledov
• Analiza podatkov
• Oddaljen pregled

To omogoča povezavo rezultatov pregleda z posameznimi deli in njihovo shranitev za nadaljnjo analizo kakovosti.

4. Tehnične specifikacije

Spodnje specifikacije temeljijo na javno dostopnih podatkih o navedenem sistemu.

Cikel 3,5 minute je objavljena vrednost za uporabo. Dejanski takt je treba izračunati glede na geometrijo delovnega predmeta, območja pregleda, gibanje robota, zahteve za zajem in obdelavo slik.

5. Zakaj uporabiti črtno kamero za tesnilne površine cilindrične glave?

Ključna značilnost te rešitve je uporaba 8K črtne kamere namesto popolne odvisnosti od ploščnih kamer.

Tesnilna površina je običajno dolgo in ozko območje pregleda. Pri uporabi ploščne kamere sistem morda potrebuje zajem več odsekov in sestavitev slik.

To lahko povzroči dodatne zahteve za:

• Položaj kamere
• Sestavitev slik
• Prekrivajoča se območja
• Doslednost osvetlitve
• Čas cikla pregleda

Črtna kamera namesto tega površino zajema neprekinjeno, vrstico za vrstico, medtem ko se delovni predmet premika glede na slikovni sistem.

Za ta tip neprekinjene površine pomemben dejavnik ni le število megapikselov kamere. Slikovna metoda mora ustrezati geometriji in gibanju območja pregleda.

Zato lahko 8K kamера za črtno skeniranje zagotovi učinkovit pristop za dolge tesnilne površine, kjer je potrebno neprekinjeno zajemanje slik z visoko ločljivostjo.

6. Ključni dejavniki pri izbiri

6.1 Stabilizacija relativnega gibanja

Slikanje s črtnim skeniranjem je občutljivo na relativno gibanje med kamero in delom.

Med oblikovanjem sistema naj projekt oceni:

• Stabilnost hitrosti transportnega traku ali pozicioniranja
• Stabilnost gibanja robota
• Natančnost pozicioniranja dela
• Razdalja med kamero in delom
• Sinhronizacija med gibanjem in zajemanjem slik

Nestabilno gibanje lahko vpliva na merilo slike in doslednost pregleda.

6.2 Določite kriterije za izpostavljene in udobljene napake

Izrazi, kot so »izpostavljena napaka« ali »udobina«, niso dovolj natančni za tehnične merila za sprejem.

V specifikaciji za pregled je treba določiti merljive meje, na primer:

• Višino napake
• Globino napake
• Površino napake
• Dolžino napake
• Lokacija napake

Za usposabljanje in preverjanje algoritma je treba pripraviti tudi predstavne vzorce brez napak (OK) in z napakami (NG).

6.3 Jasno določite območje pregleda tesnilnega pasu

Tesnilni pas je kritično območje za pregled.

Njegove meje je treba jasno določiti v programski opremi za vizijo, tako da:

• Ustrezne napake ne bodo izpuščene
• Ne-kritična območja ne bodo povzročala nepotrebnih alarmov
• Robni elementi se ne bodo napačno razvrstili kot napake

6.4 Načrtovanje poti robota za več modelov glav motorjev

Če različni modeli glav motorjev delijo isto proizvodno črto, se mora pot robotskega pregleda prilagoditi vsakemu modelu.

Zato naj projekt oceni:

• Prepoznavanje modela
• Samodejno preklop programov
• Čas preklopa poti robota
• Položaj kamere
• Razlike na področjih pregleda
• Prihodnje razširjanje modelov

7. Vid na podlagi globokega učenja za pregled obdelanih površin

Obdelane površine cilindrične glave lahko vsebujejo napake različnih oblik, velikosti in vizualnih značilnosti.

Navedeni sistem združuje strojni vid z algoritmi za pregled na podlagi globokega učenja, kar omogoča konfiguracijo različnih področij pregleda in meril za napake glede na delovni kos.

Za praktičen projekt je zmogljivost algoritma močno odvisna od kakovosti in količine vzorcev za učenje in preverjanje.

Knjižnica vzorcev naj vključuje predstavne primere:

• Crte
• Črte
• Vdolbine
• Izbočene napake
• Udarnih sledi
• Normalnih obdelovalnih značilnosti
• Površinskih razlik, ki jih ne smejo razvrstiti kot napake

To je še posebej pomembno za tesnilne površine, kjer imajo zakonite obdelovalne značilnosti in dejanske napake relativno podobne vizualne značilnosti.

8. Možnosti strojnega vida Big Bird Industrial

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), prej Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., ponuja integrirane rešitve za natančno industrijsko čiščenje in strojni vid za avtomobilsko in natančno proizvodnjo.

Njihova dejavnost strojnega vida zajema šest specializiranih področij:

• Orient See — dimenzijski in geometrijski pregled
• Surface See — pregled površinskih napak
• Assembly See — pregled sestave in poka-yoke
• Inner See — pregled notranjih lukenj in notranjih sten
• Paint See — pregled napak na barvani površini
• Algoritem in programska platforma – algoritmi in programski paket za strojni vid

Za obdelane cilindrične glave motorja je Surface See mogoče konfigurirati za pregled tesnilnih površin, nosilnih površin in drugih obdelanih površin v skladu s kriteriji stranke za napake in proizvodnim taktom.

Oprema se lahko integrira tudi z funkcijami branja kode in sledljivosti, da se rezultati pregleda povežejo z posameznimi deli.

Pogosta vprašanja

Zakaj uporabiti črtno kamero namesto površinske kamere?

Zapiralna površina cilindrične glave je relativno dolga in neprekinjena pregledna površina. Površinska kamera bi morda za zajetje celotnega območja zahtevala več slik in sestavitev slik.

Črtna kamera zajema površino neprekinjeno, medtem ko se del premika, kar jo naredi primerno za dolge trakaste površine, kjer sta pomembna dosledno zajemanje slik in neprekinjena pokritost.

Zakaj so izbočeni napaki še posebej pomembni na zapiralnih površinah?

Izbočena napaka lahko ustvari lokalno višjo točko med stikajočimi se površinami. Med sestavljanjem to lahko povzroči neenakomerno stiskanje tesnila ali lokalno obremenitev.

Dejanski sprejemni prag je treba določiti na podlagi tehničnih zahtev stranke in preveriti z reprezentativnimi vzorci OK/NG.

Je pregledni cikel 3,5 minute prepočasen za obdelovalno linijo?

Navedena aplikacija je postavljena kot proces končnega pregleda, zato njeno taktno časovno obdobje ni nujno enako obdelovalnemu ciklu vsake predhodne operacije.

Če je zahtevano krajše taktno časovno obdobje, so možne naslednje možnosti:

• Vzporedni pregledni delovni mesti
• Optimizirane poti robotov
• Dodatne enote za zajem slik
• Zmanjšano gibanje med pregledom
• Vzporedna obdelava slik

Končna konfiguracija naj bo določena na podlagi popolne analize časa cikla.

Kako dolgo se lahko shranjujejo slike pregleda?

Sistem omogoča sledljivost, analizo podatkov in oddaljeni ogled. Dejansko obdobje shranjevanja slik je odvisno od kapacitete pomnilnika in zahtev po kakovosti v tovarni.

Za proizvodne aplikacije tehnična pogodba določa:

• Obdobje ohranjanja slik
• Format shranjevanja
• Obseg podatkov
• Način pridobivanja
• Sledljivost med delom in sliko
• Zahteve za varnostno kopiranje

Zaključek

Končni pregled cilindrične glave zahteva več kot le preverjanje, ali obdelana površina izgleda sprejemljivo.

Za tesnilne površine in druge kritične obdelane površine mora sistem za pregled zagotavljati stabilno slikanje, ustrezno osvetlitev, natančno določitev območja pregleda ter zanesljivo razvrščanje napak.

Navedena rešitev združuje 8K linijo-skenirajočo kamero, 12 MP ploščinsko skenirajočo kamero, specializirano osvetlitev in robotsko pozicioniranje ter funkcije strojnega vida, globokega učenja in sledljivosti.

Za dolge tesnilne površine linijo-skenirajoče slike omogočajo praktičen način za neprekinjen pregled z visoko ločljivostjo. Za druge površine in lokalizirana območja pregleda pa ploščinsko skenirajoče slike omogočajo fleksibilno pokritost.

Z objavljenim 3,5-minutnim preglednim ciklom sistem omogoča konfigurabilni pristop k končnemu pregledu kakovosti cilindričnih glav, pri čemer se končni takti in merila za pregled določijo glede na specifično delovno kos in proizvodne zahteve.