Inspekcija defekta površine blokova cilindra: otkrivanje grešaka u rupama, ogrebotina i kontaminacije metalnim čipovima

Prikaz

Površinski pregled blokova motora nije ograničen samo na provjeru ogrebotina ili vidljivih nedostataka. Prije nego što blok cilindra uđe u proizvodnu liniju, proizvođači možda također trebaju identificirati nedostajuće ili nepravilno postavljene rupe, ogrebotine i udubljenja na obrađenoj površini i preostali komadići crnog metala .

Praktični automatizirani sistem za inspekciju može kombinovati kamere za pogled odozgo i sa strane sa robotskim pozicioniranjem kamere i rotacionim stolom za inspekciju različitih površina bloka cilindra.

Ovaj članak objašnjava kako se sistem za mašinski vid može konfigurisati za ulaznu inspekciju bloka cilindara, kako različite kamere i mehanizmi kretanja rade zajedno i šta treba uzeti u obzir prilikom inspekcije uzoraka rupa i malih površinskih zagađivača.

1. Zašto pregledati blokove cilindara u fazi ulazne inspekcije?

Mnogi problemi s kvalitetom nastaju prije nego što komponenta stigne do procesa obrade ili montaže.

Za lijevani blok cilindra, potencijalni ulazni defekti mogu uključivati:

• Nedostaju rupe
• Dodatne ili pogrešno postavljene rupe
• Neispravni uzorci rupa
• S druge strane, materijali od čelika
• Ostali crni metalni čipovi
• Ostale vidljive površinske abnormalnosti

Ako se ovi defekti ne otkriju sve do nakon mašinske obrade, komponenta je možda već potrošila značajno vrijeme proizvodnje i resurse za obradu.

Rana inspekcija sprječava nastanak otpada nakon proizvodnje

Postavljanje sistema za inspekciju na tačka inspekcije ulaznog materijala omogućava raniji ulaz u kvalitet.

Kada se otkrije abnormalnost, blok cilindra može se odbaciti, preraditi ili preusmjeriti prije ulaska u sljedeće operacije obrade.

Osnovna logika je:

Ulazni blok cilindra → Mašinski vizualni pregled → Klasifikacija OK / NG → Mašinska obrada ili dorada

Ovo omogućava proizvođačima da identifikuju naslijeđene ili buduće nedostatke prije nego što postanu dio naknadnog proizvodnog procesa.

2. Sistem inspekcije: Odvojeni pogled odozgo i sa strane

Blok cilindra ima više površina za inspekciju, a jedna fiksna kamera ne može nužno pružiti adekvatnu pokrivenost.

Praktično rešenje može da podijeli zadatak inspekcije između: slikavanje sa vrha i sa strane .

Inspekcija na površini

- Šta? Kamera se koristi za gornju površinu bloka cilindra.

U opisanoj konfiguraciji, robot nosi A kameru i kreće je prema programiranoj putu inspekcije.

To omogućava podešavanje položaja snimanja i ugla gledanja za različite delove gornje površine.

Inspekcija bočne površine

A. Šta je to? B kamera je postavljen pored radnog dela.

Blok cilindra se okreće na rotirajućem stolu tako da različite bočne površine prolaze kroz vidno polje kamere.

Osnovna sekvenca pokreta je:

Kamera postavljena na robota → Slika na površini

Rotirajući stol + B kamera → Slika sa bočne površine

Inspekcijski softver zatim obrađuje snimljene slike i daje odgovarajući rezultat OK/NG.

3. - Šta? Šta može da detektuje vizija?

Sistem za inspekciju može se konfigurisati za nekoliko različitih zadataka inspekcije.

3.1 Nedostatak ili pogrešno otkrivanje rupa

Blokovi cilindara sadrže više obrađenih i odlivanih rupa sa određenim položajima i uzorcima.

Sistem može uporediti stvarnu sliku sa definisanom pozicijom rupe za identifikaciju:

• Nedostaju rupe
• Dodatne rupe
• Neispravna pozicija rupe
• Neispravni uzorci rupa
• Neobične veličine mašinskih rupa

Ova vrsta inspekcije je posebno korisna za ulazne odlijevne materijale, gdje pogrešan obrazac rupe može nastaviti u narednim procesima obrade.

Referentni podaci treba da se zasnivaju na stvarnim inženjerskim crtežima kupca i odobrenom uzorku rupe.

3.2 Otkrivanje ogrebotina i oznaka udara

Na površinama obrade mogu se naći vidljive ogrebotine, ugrušci ili tragovi udara.

Strojno viđenje može da identifikuje abnormalne površinske karakteristike analizirajući razlike između očekivanog izgleda površine i snimljene slike.

Prava sposobnost inspekcije zavisi od faktora kao što su:

• Obrada površine
• Uslovi osvjetljenja
• Veličina nedostatka
• Kontrast defekta
• Rezolucija kamere
• Ugao kontrole
• Teksturna pozadina

Zbog toga je važna validacija uzorka sa stvarnim proizvodnim dijelovima pre finalizacije konfiguracije sistema.

3.3 Detekcija crnih metalnih čipova

Crni metalni čipovi mogu biti posebno izazovni.

Za razliku od velikih, jasno vidljivih stranih predmeta, fine čipove se mogu neregularno raspoređivati na površini obrade i mogu imati vizuelne karakteristike slične:

• Tamne oznake obrade
• Tekstura površine
• Kontaminacija uljem
• Slika za odlijevanje ili obradnju

Algoritam vida može da proceni karakteristike kao što su:

• Oblik
• Veličina
• Karakteristike ivica
• Pozicija
• Kontrast sa okolnom površinom

Međutim, kada se čipovi metala pomiješaju sa uljem ili drugim tamnim zagađenjem, kontrast slike može postati manje pouzdan.

Zbog toga, za validaciju treba koristiti prave uzorke koji sadrže reprezentativnu kontaminaciju metalnim čipovima umjesto da se oslanja samo na čiste referentne dijelove.

4. - Šta? Definicija fleksibilne inspekcijske zone

Za različite modele blokova cilindara mogu se postaviti različiti zahtjevi za inspekciju.

Umesto da trajno fiksira svaku oblast inspekcije, sistem može omogućiti korisniku da definiše oblasti inspekcije putem softverskog interfejsa.

To omogućava operaterima ili inženjerima da preciziraju:

• Koja površina treba da se pregleda
• Koje tipke rupa treba provjeriti
• Koje površine mašinskog rada treba pregledati
• Koje regije treba isključiti
• Koje regije zahtijevaju otkrivanje mana

Nakon konfiguracije, inspekcijska oblast i odgovarajući parametri mogu se sačuvati kao program proizvoda.

Ovo je posebno korisno za proizvodna okruženja u kojima nekoliko modela blokova cilindara dijeli isti sistem inspekcije.

5. - Šta? Robot-bazirano pozicioniranje kamera i automatsko učenje

Kamera postavljena na robota pruža dodatnu fleksibilnost u poređenju sa fiksnim uređenjem kamere.

Robot može da pomera kameru na unapred definisane pozicije i prati programirane puteve inspekcije.

Sa automatskim podučavanjem staza i upravljanjem proizvodnim programima, sistem može podržati:

• Brojni kontrolni položaji
• Različiti modeli blokova cilindara
• Automatsko izvršavanje putanje kamere
• Prebacivanje proizvoda-programa
• Inspekcija složenih površina

Za proizvodnju više modela, međutim, fleksibilnost ne treba miješati sa neograničenom kompatibilnošću.

Dimenzije radnog dela, površine za pregled, pozicioniranje armatura, vidno polje kamere i domet robota još uvijek moraju biti procijenjeni za svaku porodicu proizvoda.

6. - Šta? Tipična tehnička konfiguracija

Sledeći parametri su zasnovani na javno dostupnim informacijama o proizvodu za ovu vrstu prilagođenog sistema inspekcije.

Član	Tipična konfiguracija
Vrsta opreme	Prilagođeni / nestandardni sistem inspekcije mašinskog vida
Ciljevi inspekcije	Položaj rupe, veličina obrane rupe, nedostajuće/dodatne rupe, ogrebotine, tragovi udara, metalni čipovi
Inspekcija na površini	Kamera na robot
Inspekcija bočne površine	B kamera + rotirajući stol
Područje inspekcije	Regije definisane od strane korisnika
Kamera za praćenje	Prikaz slike kamere u realnom vremenu
Prelazak na proizvod	Brza zamena modela
Pokret robota	Automatsko učenje staza
Takt produkcije	Prilagođen prema proizvodnim zahtjevima

Tačna rezolucija kamere, objektiv, osvetljenje, model robota, algoritam obrade i vrijeme ciklusa treba utvrditi kroz ispitivanje uzoraka i zahteve proizvodnje.

7. - Šta? Ključna pitanja za odabir

7.1 Crni metalni čipovi su izazov za potvrdu

Mali crni metalni čipovi mogu biti vizuelno slični crnim površinskim obilježjima ili kontaminaciji uljem.

Pre finalizacije sistema inspekcije preporučuje se da se dostave uzorci koji predstavljaju:

• Čiste površine za obradu
• Normalna tekstura površine
• Tipična kontaminacija metalnim čipovima
• Različite veličine čipova
• Različite orijentacije čipova
• Olasci kontaminovani uljem

To omogućava da se sistem za vid testira u realnim proizvodnim uslovima.

7.2 Inspekcija rupa zahteva tačnu referenciju

Inspekcija položaja rupe zavisi od pouzdanih referentnih informacija.

Proizvođač treba da dobije odgovarajuće inženjerske crteže ili odobrene podatke o uzorku rupe kako bi sistem mogao da razlikuje između:

• Potrebne rupe
• Opcionalne rupe
• Procesne rupe
• Referentne rupe
• Neželjene ili dodatne rupe

U suprotnom, legitimna karakteristika procesa može se potencijalno tumačiti kao abnormalna rupa.

7.3 Proizvodnja više modela zahteva upravljanje programom

Korisnički definisane inspekcijske regije i automatsko učenje robota čine promjene modela fleksibilnijim.

Za proizvodnu liniju sa više modela cilindarnih blokova, međutim, obično je efikasnije unaprijed pripremiti i potvrditi program inspekcije svakog modela.

Ovo može smanjiti:

• Vrijeme promjene
• Ručno podešavanje
• Prekidi proizvodnje
• Rizici pogrešnih parametara inspekcije

7.4 Lokacija inspekcije treba da odgovara taktu proizvodnje

Ulazna inspekcijska stanica treba da se proceni zajedno sa sistemom za rukovanje materijalom.

Kompletan ciklus treba da obuhvata:

Uključivanje → pozicioniranje → obrada slike → obrada slike → izlazak rezultata → istovar

Ako je prikupljanje slike brzo, ali pozicioniranje radnog dela ili kretanje robota traje predugo, inspekcijska stanica i dalje može postati uski grlo proizvodnje.

Stoga bi validacija ciklusa trebalo da obuhvati kompletan slijed inspekcije , a ne samo vrijeme ekspozicije kamere.

8. Inspekcija mašinskim vidom u Big Bird Industrial-u

Industrijska zona Big Bird, ranije poznata kao Industrijska zona Harbin Shimada Big Bird, pruža integrisana industrijska rešenja za čišćenje i mašinsko viđenje za automobile i precizne proizvodne aplikacije.

Specijalni posao mašinskog vida, KN ISEE , pokriva nekoliko područja primene, uključujući:

• Istok dimenzionalna i geometrijska inspekcija
• Površina inspekcija površnih mana
• Skupština — inspekcija montaže i ispravljanje grešaka
• Unutrašnje more inspekcija unutrašnjih rupa i unutrašnjih zidova
• Boja pogledajte inspekcija defekta površine boje
• Algoritam i softverska platforma softver za mašinsku viziju i algoritamska rješenja

Cijevi Površina serija se fokusira na kontrolu površine i izgleda u različitim fazama proizvodnje, uključujući ulaznu kontrolu, procese obrade i završnu kontrolu.

Za blokove cilindara, inspekcija se može konfigurirati prema stvarnim vrstama nedostataka kupca, površinama za inspekciju, modelima proizvoda i proizvodnim taktikama.

9. - Šta? Često se postavljaju pitanja

P: Zašto pregledati blokove cilindara prije obrade, a ne nakon obrade?

Ulazna kontrola ima za cilj identifikaciju nedostataka koji potiču od lijevanja ili prethodnih procesa prije nego što se utroše dodatni proizvodni resursi.

Ako se na ulazu u liniju za obradu uoči nepravilan raspored rupa ili očigledan površinski defekt, komponenta se može preusmjeriti na ponovnu obradu ili odbacivanje prije ulaska u sljedeće operacije.

P: Kako se mogu razlikovati crni metalni komadići od tamnih tekstura obrade?

Sistem može da proceni više karakteristika slike, uključujući oblik, veličinu, karakteristike rubova, položaj i kontrast.

Međutim, razlika postaje teža kada se metalni čipovi pomiješaju sa uljem ili kada sama površina obrade ima jaku teksturu.

Stoga je testiranje sa reprezentativnim uzorcima proizvodnje važan dio validacije sistema.

P: Da li je konfiguracija kontrolne zone definisana od strane korisnika teška za upotrebu?

Područje inspekcije je definisano preko interfejsa softvera za mašinsku viziju i obično se može sačuvati kao dio odgovarajućeg programa proizvoda.

Za mali broj modela proizvoda, operatori mogu upravljati ovom konfiguracijom nakon obuke. Za veće projekte sa više modela, program inspekcije može pripremiti i potvrditi dobavljač sistema tokom puštanja u rad.

P: Može li isti sistem da pregleda glave cilindara ili druge komponente?

Sistem se može dizajnirati sa brzim prebacivanjem modela i automatskim učenja putanje robota.

Međutim, kompatibilnost zavisi od stvarnih dimenzija, površina za inspekciju, načina pozicioniranja, vidnog polja kamere, dometa robota i zahtjeva za inspekciju.

Stoga bi se popis proizvoda i uzorci dijelova trebali proceniti prije nego se potvrdi da li različite komponente mogu imati isti sistem inspekcije.

Zaključak

Automatsko proveravanje površine blokova cilindra nije samo postavljanje kamere iznad radnog dela.

Za složene komponente pouzdana inspekcija može zahtijevati više kamera, pozicioniranje kamera pomoću robota, kretanje rotirajućeg stola, programi inspekcije specifični za proizvode i algoritmi za vid specifični za aplikacije .

Za inspekciju ulaznih blokova cilindra kombinovani sistem može da reši tri važna rizika kvaliteta:

Greške u obliku rupa → ogrebotine na površini i tragovi udara → Kontaminacija crnim metalnim čipovima

Premešćujući inspekciju gore nizvodno, proizvođači mogu da identifikuju dolazne nedostatke pre nego što potroše kapacitet obrade i proizvodne resurse dole nizvodno.

Najvažniji korak pre izbora opreme nije izbor kamere, već određivanje šta treba otkriti, gdje se pojavljuje, koliko je nedostatak velik, kako se radni komad kreće i koji proizvodni takt se mora postići.

Big Bird Industrial / CN ISEE može razviti prilagođene konfiguracije inspekcije mašinske vizije oko ovih zahtjeva aplikacije, uključujući sisteme kamera, robotiziranu inspekciju, rotirajuće pozicioniranje i softver za inspekciju specifičan za proizvod.