Pagsusuri sa mga Kawalan ng Kalidad sa Ibabaw ng Crankshaft: Buong Saklaw na Pagsusuri gamit ang Paningin ng Pangunahing at Rod Journals kasama ang Pagkakaroon ng Borescope Detection

Pangkalahatang-ideya

Ang crankshafts ay mga kumplikadong umiikot na bahagi na may maraming journal, counterweights, mga lugar ng flange, keyways, at panloob na mga butas. Kaya naman, ang isang maaasahang sistema ng pagsusuri ay dapat sumaklaw hindi lamang sa mga depekto sa nakikitang ibabaw, kundi pati na rin sa malalim o panloob na mga lugar na hindi maaaring inspeksyunin nang epektibo gamit ang karaniwang panlabas na mga camera.

Ang solusyon ng Big Bird Industrial para sa pagsusuri ng crankshaft gamit ang paningin ay kumbinasyon ng maraming area-scan na camera, pasadyang borescope, robotikong posisyon, makabagong machine vision na batay sa deep learning, at pagsubaybay sa code. Idinisenyo ang sistema upang suriin ang mga depekto sa ibabaw ng crankshaft, i-verify ang pagpapasok ng mga butas para sa pagmagaan ng counterweight, tukuyin ang mga dayuhang bagay sa loob ng mga sentral na butas, at basahin ang mga code ng pagkakakilanlan ng produkto.

Para sa binanggit na aplikasyon, ang inilathalang siklo ng pagsusuri ay 48 segundo, kung saan ang aktwal na takt ay maaaring i-configure ayon sa workpiece at mga kinakailangan sa pagsusuri.

1. Bakit Mahirap ang Pagsusuri ng Crankshaft

Ang crankshaft ay isang pangunahing bahagi ng powertrain na responsable sa pag-convert ng galaw ng piston pakanan at pakaliwa sa rotational output. Ang hugis nito ay lubhang three-dimensional, kung saan ang main journals at rod journals ay nakadistribuye sa buong shaft at konektado sa pamamagitan ng crank webs at counterweights.

Depende sa disenyo ng crankshaft, maaaring kasama sa pagsusuri ang:

• Main journals
• Rod journals
• Long journals
• Flange journals
• Mga ibabaw ng flange
• Keyways
• Mga butas sa sentro
• Mga butas para mabawasan ang timbang ng counterweight
• Mga maliit na dulo ng mga ibabaw

Kahit na marami sa mga lugar na ito ay may katulad na mga ibabaw na metaliko, ang potensyal na mga depekto ay maaaring magkaiba nang malaki. Ang karaniwang mga layunin ng pagsusuri ay kinabibilangan ng:

• Mga marka ng impact
• Sugat
• Mga tunggaling-ilo
• Mga marka ng pagkakuskos
• Mga Kasali
• Mga Bitak
• Itim na kaliskis o mga lugar na may itim na balat
• Kakulangan sa Materyales
• Pagkakaroon ng langis o kontaminasyon ng tubig

Lumalaki ang hamon dahil ang crankshaft ay isang umiikot na bahagi na may maraming anggulo ng pagsusuri. Ang isang istasyon na may nakafixed na kamera ay maaaring hindi magbigay ng sapat na saklaw sa lahat ng kinakailangang ibabaw. Kaya naman, ang sistema ng pagsusuri ay nangangailangan ng koordinadong paggalaw at pagkuha ng imahe mula sa maraming anggulo.

Pagsusuri sa Panig ng Mga Butas para Mabawasan ang Timbang ng Counterweight

Isa sa pinakamahalagang item sa pagsusuri ay ang pagsusuri sa panig ng mga butas para mabawasan ang timbang ng counterweight.

Ang mga butas na pampagaan ay dinadagdagan ng mga makina upang i-adjust ang balanse ng crankshaft at bawasan ang hindi kailangang bigat. Kung ang isang butas ay tumutusok sa isang kapit-buting ibabaw o pader, maaaring maapektuhan nito ang lokal na istruktural na integridad at lumikha ng potensyal na lugar ng pagkakapiling ng stress.

Dahil maaaring mahirap tukuyin ang depekto na ito mula sa panlabas na pananaw, ang inspeksyon mula sa loob ng butas gamit ang isang pasadyang borescope ay maaaring magbigay ng mas angkop na paraan ng deteksyon.

2. Solusyon sa Inspeksyon: Multi-Camera Vision + Pasadyang Borescopes

Ang sistema ng inspeksyon para sa crankshaft ay gumagamit ng maraming paraan ng pag-iimprenta upang tugunan ang parehong panlabas na ibabaw at ang mga mahihirap na panloob na lugar.

Ang inilathalang saklaw ng inspeksyon ay kasama ang:

Kabuuan ng QR Code

Sinusuri ng sistema kung ang QR code ng crankshaft ay kumpleto at nababasa, na nagbibigay ng batayan para sa pagkilala sa produkto at sa susunod na hakbang ng pagsubaybay.

Pagsusuri sa Panig ng Mga Butas para Mabawasan ang Timbang ng Counterweight

Ginagamit ang mga pasadyang borescopes upang suriin ang panloob na heometriya ng mga butas na pampagaan at tukuyin ang anumang hindi normal na pagtusok sa mga kapit-buting lugar.

Deteksyon ng Dayuhang Bagay sa Sentro ng Butas

Ang panloob na kalagayan ng sentro ng butas ng crankshaft ay maaaring inspeksyunin para sa mga dayuhang bagay o kontaminasyon na maaaring hindi makikita mula sa isang panlabas na kamera.

Pagsusuri sa Maliit na Dulo ng Mukha

Ang maliit na dulo ng mukha ng mahabang mga journal ay maaaring inspeksyunin para sa:

• Mga marka ng impact
• Sugat
• Mga tunggaling-ilo
• Pagsisikmura
• Mga Kasali
• Mga Bitak
• Itim na scale
• Kakulangan sa Materyales
• Kontaminasyon ng langis at tubig

Pagsusuri sa Flange

Ang lugar ng flange ay maaari ring isama sa programa ng pagsusuri gamit ang paningin upang tukuyin ang mga tiyak na depekto sa ibabaw.

Pagsusuri sa Journal at Keyway

Ang sistema ay maaaring inspeksyunin ang mga ibabaw ng:

• Main journals
• Rod journals
• Long journals
• Flange journals
• Keyways

Ang ganitong multi-area na pamamaraan ay nagbibigay-daan sa programa ng pagsusuri na i-configure batay sa aktwal na heometriya ng crankshaft at sa mga kriterya ng pagtanggap na tinakda ng customer.

3. Kamera at Konpigurasyon ng Hardware

Ginagamit ng tinutukoy na sistema ang kumbinasyon ng mataas-na-resolusyon na area-scan na mga kamera at pasadyang mga borescope.

Pamamaraan ng Paggawa ng Imago

• 5 MP na area-scan na mga kamera: 2 piraso
• 20 MP na area-scan na mga kamera: 12 piraso
• Pasadyang mga borescope: 3 set
• Mga mapagkukunan ng liwanag na may malawak na saklaw: 1 set
• Bar light: 2 set

Ang mga panlabas na kamera ay nagbibigay ng mataas-na-resolusyon na imahe ng mga nakikitang ibabaw ng crankshaft, samantalang ang mga borescope ay pinalalawig ang kakayahan sa pagsusuri sa mga lugar tulad ng sentro ng mga butas at mga butas para sa pagbawas ng timbang.

Paningin at Kontrol

Ang sistema ay nagpapakasama ng:

• Pagbabasa ng QR/code
• Pagsusuri sa pamamagitan ng makina
• Mga algorithm na may malalim na pagkatuto
• Pagsubaybay sa inspeksyon
• Pagsusuri ng datos sa pagsusuri
• Mga rehiyon ng pagsusuri na tinakda ng gumagamit
• Panonood ng pagsusuri mula sa malayo

Ang sistema ng kontrol ay gumagamit ng dalawang industrial PC mula sa Advantech (AAEON) ayon sa inilathalang konpigurasyon ng kagamitan.

Paggalaw ng robot batay sa posisyon

Ang mga konpigurasyon ng collaborative robot ay maaaring gumamit ng mga brand tulad ng:

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

Ang robot ay nagpapagalaw sa sistema ng imaging o sumasang-ayon sa posisyon ng pagsusuri ayon sa nakaprogramang landas ng pagsusuri.

4. Mga Teknikal na Tiyak

Ang mga sumusunod na teknikal na detalye ay batay sa impormasyong inilathala para sa sistemang ito ng pagsusuri.

Ang 48-segundong siklo ay isang inilathala nang halaga para sa aplikasyon, hindi isang pangkalahatang garantiya sa oras ng siklo. Ang aktwal na oras ng siklo ay dapat kalkulahin batay sa hugis ng crankshaft, bilang ng mga punto ng pagsusuri, konpigurasyon ng kamera, landas ng robot, at kinakailangang pamantayan sa pagsusuri.

5. Mahahalagang Pag-iisip Kapag Pipiliin ang Sistema ng Paningin para sa Pagsusuri ng Crankshaft

5.1 Tukuyin ang mga Item na Susuriin Ayon sa Lokasyon

Ang mga crankshaft ay may maraming lugar na dapat suriin, at ang iba't ibang lugar ay maaaring magkaroon ng iba't ibang pamantayan sa depekto.

Bago ang disenyo ng kagamitan, dapat malinaw na tukuyin sa pag-inspeksyon ang mga sumusunod:

• Aling mga ibabaw ang kailangang inspeksyunin
• Aling mga uri ng depekto ang kailangang matukoy
• Mga kondisyon na tinatanggap at hindi tinatanggap
• Kinakailangang resolusyon ng imahe
• Kung kinakailangan ang traceability

Ito ay nababawasan ang paulit-ulit na pag-aadjust ng algorithm habang nasa commissioning.

5.2 Pagtataya sa Pagpasok sa Malalim na Butas

Para sa inspeksyon ng dayuhang bagay sa sentro ng butas at sa inspeksyon ng panig na pagsalakay sa butas para magaan, ang pangunahing tanong ay hindi lamang ang resolusyon ng camera.

Dapat pagtatayaan ng proyekto:

• Bilis ng Buhol
• Luknaw ng Buko
• Panloob na heometriya
• Kakayahang ma-access ng borescope
• Kinakailangang anggulo ng pagtingin
• Mga kondisyon ng pag-iilaw

Maaaring kailanganin ang isang pasadyang konpigurasyon ng borescope kapag ang lugar na inspeksyon ay hindi direktang makikita ng panlabas na kamera.

5.3 Ituring ang Pagbasa ng Code bilang Hiwalay na Indikador ng Pagganap

Ang inspeksyon ng QR-code ay direktang nauugnay sa pagsubaybay sa produkto.

Kaya naman, dapat i-validate nang hiwalay ang pagbasa ng code mula sa pagtukoy ng depekto, kabilang ang:

• Tuwirang rate ng tagumpay sa pagbasa
• Lokasyon ng code
• Kalagayan ng Ibabaw
• Pagkakatulad
• Kalidad ng marka
• Ugnayan ng data ng code at mga resulta ng inspeksyon

5.4 I-validate ang 48-segundong Takt

Ang pagsusuri ng maraming lugar sa loob ng isang kiklo ay nangangailangan ng parallel na pagkuha ng imahe at optimisadong paggalaw ng robot.

Sa panahon ng integrasyon ng sistema, ang kalkulasyon ng oras ng kiklo ay dapat kasama ang:

1. Paglo-load ng workpiece
2. Paglalagay
3. Galaw ng robot
4. Pagkuha ng imahe
5. Paggamit ng algorithm
6. Pagbasa ng code
7. Paglabas ng resulta
8. Pag-alis ng workpiece

Ang inilathalang 48-segundong kiklo ay dapat kaya'y ituring bilang isang sanggunian para sa isang tiyak na aplikasyon, hindi isang nakafixed na halaga para sa bawat crankshaft.

6. Vision na Batay sa Deep Learning para sa Maraming Uri ng Kapansanan ng Crankshaft

Ang pagsusuri ng crankshaft ay kasali ang mga kategorya ng kapansanan na may lubhang iba’t ibang visual na katangian. Ang isang solong konbensyonal na batay sa panuntunan na paraan ng pagproseso ng imahe ay maaaring hindi sapat para sa bawat item ng pagsusuri.

Ang tinutukoy na solusyon ay gumagamit ng machine vision na batay sa deep learning kasama ang mga rehiyon ng pagsusuri na tinukoy ayon sa iba’t ibang bahagi ng crankshaft.

Para sa mga praktikal na proyekto, mahalaga ang sapat na mga sample ng kapansanan para sa parehong pagsasanay at pagpapatunay.

Ito ay lalo pang kahalagahan para sa mga depekto tulad ng:

• Mga Kasali
• Itim na scale
• Mga scratch sa ibabaw
• Mga marka ng impact
• Pagsisikmura
• Kakulangan sa Materyales

Ang paghahanda ng sample ay madalas na isa sa pinakamahalagang yugto ng isang proyekto sa machine vision. Kailangan ng sistema ang representatibong halimbawa ng parehong OK na produkto at iba’t ibang uri ng kondisyon ng NG upang itatag ang maaasahang mga pamantayan sa pagsusuri.

7. Mga Kakayahan sa Pagsusuri ng Machine Vision ng Big Bird Industrial

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), dating Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., ay nagbibigay ng mga buong solusyon na sumasaklaw sa presisyong paglilinis sa industriya at pagsusuri ng machine vision para sa mga aplikasyon sa automotive at presisyong pagmamanupaktura.

Ang negosyo nito sa machine vision ay organisado ayon sa mga espesyalisadong lugar ng pagsusuri, kabilang ang:

• Orient See — pagsusuri ng dimensyon at heometriya
• Surface See — pagsusuri ng depekto sa ibabaw
• Assembly See — pagsusuri ng pag-aassemble at poka-yoke
• Inner See — pagsusuri ng butas na panloob at pader na panloob
• Paint See — pagsusuri ng depekto sa ibabaw ng pintura
• Algorithm at Software Platform — mga algorithm sa paningin at mga sistemang software

Para sa mga aplikasyon ng crankshaft, ang Surface See ay maaaring tumugon sa pagsusuri ng mga depekto sa panlabas na ibabaw, samantalang ang Inner See ay maaaring gamitin para sa mga kinakailangan sa pagsusuri na kinasasangkutan ng mga panloob na butas at mga lugar na mahirap abutin.

Ang kombinasyong ito ay nagpapahintulot sa iba’t ibang teknolohiya sa pagsusuri na maisama ayon sa heometriya at mga kinakailangan sa kalidad ng komponente ng powertrain.

Mga Madalas Itanong

Bakit kailangang tukuyin ang pagsalungat sa gilid ng lightening-hole ng counterweight?

Ginagamit ang mga lightening hole upang i-adjust ang balans ng crankshaft at bawasan ang hindi kinakailangang bigat. Kung ang pagmamasin ay magdulot ng pagpasok ng isang butas sa kapit-bilang na pader o ibabaw, maaaring maapektuhan ang lokal na istruktura at maging potensyal na lokasyon ng stress-concentration ang lugar na iyon.

Dahil ang depekto ay maaaring hindi makikita mula sa labas ng butas, maaaring gamitin ang borescope upang suriin ang panloob na lugar.

Kaya bang tukuyin ng isang algorithm sa paningin ang lahat ng uri ng depekto sa ibabaw ng crankshaft?

Hindi kinakailangang ganito.

Ang mga depekto sa crankshaft ay maaaring magkaiba nang malaki sa hugis, tekstura, kontrast, at lokasyon. Ang mga algorithm ng deep learning ay maaaring i-configure para sa iba't ibang kategorya ng depekto at mga rehiyon ng inspeksyon, ngunit ang maaasahang pagganap ay nakasalalay nang husto sa representatibong mga sample para sa pagsasanay at pagpapatunay.

Ang mga depekto tulad ng mga inclusion at black scale ay maaaring partikular na nakasalalay sa mga katangian ng materyales at ibabaw, kaya ang pagkolekta ng mga sample ay isang mahalagang bahagi ng proyekto.

Kaya bang sakupin ng 48 segundo ang ganitong dami ng mga rehiyon ng inspeksyon?

Ang tinutukoy na sistema ay gumagamit ng maraming camera na naka-operate nang sabay-sabay, kung saan ang bawat camera ay iniaatas sa tiyak na rehiyon ng inspeksyon. Ang robotic positioning ay maaari ring ilipat ang imaging system sa mga kinakailangang lokasyon ng inspeksyon.

Ang nailathalang siklo na 48 segundo ay nalalapat sa tinutukoy na aplikasyon. Ang aktwal na takt time ay dapat ikalkula batay sa tiyak na crankshaft, sakop ng inspeksyon, landas ng robot, at mga kinakailangan sa image processing.

Maaari bang kamalian na isang depekto sa ibabaw ang kontaminasyon ng langis o tubig?

Oo.

Ang langis at tubig ay maaaring magdulot ng mga reflection, madilim na lugar, o iba pang visual na pattern na maaaring magmukhang ilang uri ng surface defects. Kaya naman, ito ay nakalista bilang mga tiyak na target ng inspeksyon sa binanggit na sistema.

Ang mga algorithm ng imahe ay maaaring gamitin ang mga katangian tulad ng hugis at lokasyon upang i-distinguish ang iba't ibang kondisyon. Gayunpaman, kung masyadong maraming langis o tubig ang nananatili sa workpiece, ang upstream blow-off o paglilinis ay maaaring tumulong na bawasan ang visual na interference bago ang inspeksyon.

Konklusyon

Ang crankshaft vision inspection ay hindi lamang isang usapin ng pag-install ng mataas na resolusyon na camera. Ang kumplikadong geometry ng crankshafts ay nangangailangan ng kombinasyon ng multi-angle imaging, robotic positioning, customized borescopes, deep-learning algorithms, at mga function ng traceability.

Para sa mga external journals, flange surfaces, at keyways, ang multi-camera vision ay nagbibigay ng malawak na sakop sa ibabaw. Para sa center holes at counterweight lightening holes, ang borescope inspection ay nagpapalawig ng machine vision sa mga lugar na hindi direktang makikita ng karaniwang external cameras.

Para sa binanggit na aplikasyon, ang sistema ay nagbibigay ng 48-segundong siklo ng pagsusuri na nailathala, kung saan ang huling konpigurasyon at takt ay natutukoy batay sa tiyak na heometriya ng crankshaft at mga kinakailangan sa pagsusuri.