Brzdové bubny: dva kontroly v jednom bezkontaktním průchodu

Přehled

Vnitřní otvor brzdového kalibru je hydraulický válec, který musí utěsnit píst pohybující se uvnitř něj, často pod tlakem a vždy za tepla. Jeho povrch je utěsňovací povrch a jakákoli látka zůstávající po obrábění v tomto otvoru představuje buď cestu pro únik kapaliny, nebo částici, která bude tisíckrát táhnutá po stěně během provozu.

To znamená, že kontrola má dva cíle místo jednoho: vady stěny vnitřního otvoru a volný materiál zůstávající uvnitř otvoru po čištění. Tyto dva cíle jsou související, ale nejsou totožné, a stanice, která kontroluje pouze jeden z nich, nechává druhý objevit až při brzdovém testu.

Obě měření lze provést bezkontaktně v jediném průchodu, což je důležité, protože otvor v kleštině je slepý nebo poloslepý válec, do kterého operátor nemůže vidět a do kterého sonda nemůže vniknout bez dotyku měřené plochy. Společnost Big Bird Industrial (dříve Shimada Big Bird Industrial) vyvíjí a vyrábí systémy pro čištění a odhrubování komponent pohonných jednotek automobilů od roku 2001; popsaná inspekční schopnost vychází z vnitřních otvorových systémů používaných na výrobních linkách.

1. Proč je otvor povrch zajišťující bezpečnost

Kleština převádí hydraulický tlak na upínací sílu a právě v otvoru je tento tlak uzavřen.

Těsnění se pohybuje po stěně

Těsnění pístu se posouvá po stěně otvoru a právě kvalita povrchu této stěny určuje těsnost. Podélná rýha v dráze těsnění vytváří cestu pro únik kapaliny a vryp místně mění vůli, čímž způsobuje nerovnoměrné opotřebení a nakonec uvíznutí pístu.

Nečistoty způsobují postupné selhání

Čip nebo úlomek hranu zanechaný v otvoru obvykle nezpůsobí okamžitou poruchu. Zůstává v kapalině, postupně se přesouvá k těsnění a časem poškozuje stěnu nebo těsnění. Brzda, která selže tímto způsobem, obvykle selže až po uvedení vozidla do provozu, proto patří kontrola před montáží, nikoli na konec výrobní linky.

2. Dva cíle, které vyžadují různé optické systémy

Defekt a volná částice vypadají na fotografii podobně, avšak reagují na osvětlení odlišně – to je základem jejich rozlišení.

Defekty jsou na povrchu

Rýha, škrábnutí, póra nebo korozní jámka jsou součástí stěny. Jejich vzhled se mění v závislosti na směru světla způsobem pevně spojeným s povrchem: stín padá vždy konzistentně vzhledem ke stěně, i když se díl otáčí.

Nečistoty leží na něm

Čip nebo úlomek hranu leží nad povrchem a vrhá stín, jehož směr se mění podle polohy zdroje světla, nikoli podle polohy součásti. Tento rozdíl využívá kontrola se dvěma expozicemi nebo dvěma úhly: pokud se stín prvku pohybuje, je prvek uvolněný; pokud stín zůstává pevně spojený se stěnou, je prvek součástí stěny.

3. Vstup do slepého otvoru

Přístup je omezení, které určuje optiku, protože otvor má jedno otevření a uzavřený konec.

Clona určuje sondu

Systémy pro vnitřní prohlídku otvorů zasahují do otvorů od jednoho a půl milimetru výše, s rozlišením na stěně v řádu setiny milimetru a dosahem hloubky až několik set milimetrů u individuálních konfigurací. Kalibrovací otvor pro měření průměru se do tohoto rozsahu pohodlně vejde, což znamená, že návrhovým problémem je osvětlení, nikoli přístup.

Osvětlení válce z jednoho konce

Světlo vedené podél osy otvoru osvětluje vzdálenou stěnu a nechává blízkou stěnu ve stínu; prstenový zdroj na špičce vytváří jasný prsten, jehož poloha závisí na pracovní vzdálenosti. Obě situace lze ovládat, pokud je sondou umístěna ve stanovené vzdálenosti od povrchu a součást je natočena – proto se kontrola otvorů obvykle provádí rotací, nikoli jediným snímkem.

4. Manipulace před a po kontrole

Kalištník je v porovnání s díly na výrobní lince pohonného ústrojí malý a lehký, což mění koncept manipulace způsobem, který kontrolu usnadňuje.

Pozice pro účinek gravitace

Kontrola s otvorem orientovaným směrem dolů umožňuje uvolněné nečistoty padat pryč od povrchu, který je právě zobrazován, čímž se eliminuje jedna kategorie falešných poplachů. Kontrola s otvorem orientovaným směrem nahoru nechává nečistoty na místě a způsobuje opačný problém. Stanice by proto měla součást předkládat v přesně definované poloze, nikoli akceptovat libovolnou polohu, kterou poskytne operátor.

Vzduchová pomoc

Krátký vzduchový impuls před druhým expozicním cyklem je nejlevnější způsob, jak rozhodnout, zda se jedná o uvolněnou nebo pevně přilepenou částici: čip se pohne, vadná oblast se nepohne. Současně odstraňuje zbytky kapaliny, které by jinak způsobily odraz chybně interpretovaný jako vada.

5. Cyklus, ověření a limity

Měřící stanice s posuvným měřítkem obvykle kontroluje několik vrtaných otvorů na jednu součástku; doba cyklu roste úměrně počtu otvorů, nikoli velikosti součástky. Protože každý otvor vyžaduje jednu rotaci a alespoň dvě expozice, trvá zpracování součástky se dvěma otvory přibližně dvakrát déle než součástky s jedním otvorem; tuto aritmetiku je nutné zahrnout do taktového rozpočtu ještě před specifikací stanice.

Ověření využívá součástky s předem známými vadami a uměle zavedeným nečistotám: obráběný čip umístěný na definované pozici, tenká kovová špina ponechaná na okraji otvoru a rýha známé délky a orientace. Každá z těchto vad musí být správně klasifikována; test musí také zahrnovat bezvadné součástky, aby byla stanovena míra falešných poplachů.

Limitní bod této metody je uzavřený konec. Vrtání, které končí v rohu, vytváří povrch, který může sonda vidět pouze šikmo, a částice uvíznutá v tomto rohu je nejtěžší na součásti detekovat. Právě v tomto rohu se také hromadí třísky, a proto by měla přijímací specifikace tento bod jmenovat explicitně místo toho, aby ho nechala na pokrytí sondou.

6. Proč zde hraje roli nesoustavné měření

Kontaktní metoda uvnitř kalibru vrtání ohrožuje povrch, který měří, a u těsnicího povrchu je toto riziko nepřijatelné.

Měřidlo pro vrtání nebo sonda, která se dotýká stěny, může poškodit vyhlazený nebo vybroušený povrch, a poškození na dráze těsnění je vadou způsobenou kontrolou. Optické měření toto riziko úplně odstraňuje, což je praktický důvod pro jeho použití u této součásti kromě rychlosti.

7. Proč patří před montáž

Tlumič, u něhož je čip namontován v otvoru, nelze znovu zkontrolovat bez demontáže, a tlumič, který byl demontován a znovu složen, vyvolává pochybnosti týkající se těsnění – otázku, na niž nikdo nechce odpovědět u bezpečnostní součásti.

Srovnání nákladů

Před montáží je odmítnutý tlumič během několika minut znovu vyčištěn a znovu zkontrolován. Po montáži je stejná vada zjištěna při brzdovém testu, což znamená demontáž, instalaci nového těsnicího sady a opětovný test. V provozu se z toho stane záruční nárok spojený s vozidlem. Náklady na kontrolní stanici jsou ve všech třech případech stejné; důsledky však ne.

To je důvod, proč kontrolu umístit ihned po čištění místo na konec výrobní linky, a zároveň i důvod, proč usnadnit směrování odmítnutých položek. Stanice, jejíž odmítnuté součásti nemají kam jít, bude nakonec donucena je povolit.

Často kladené otázky

Lze obě kontroly provést v jediném snímku?

Defekty lze zjistit při jediném osvětlení. Spolehlivé oddělení nečistot od defektu vyžaduje buď druhé osvětlení s jiným světlem, nebo vzduchový impuls, protože rozlišení je založeno na chování, nikoli na vizuálním vjemu.

Jak malou částici lze zjistit?

Limit detekce závisí na kontrastu, který částice vytvoří proti stěně, což zase závisí na jejím materiálu a orientaci. Jasné úlomky na tmavé stěně jsou snazší k detekci než tmavé úlomky na světlé stěně, proto je osvětlení nastavováno pro každou součást zvlášť, nikoli jako univerzální nastavení.

Je nutné součást nejprve vyčistit?

Musí být suchá a bez vrstvy kapaliny. Mokrá vnitřní plocha vytváří odrazy, které se interpretují jako povrchové znaky, a plná kapalinou zakryje to, co je pod ní.

Co se děje s brzdovým kotoučem, který je odmítnut?

Je převeden na pozici pro kontrolu, kde se nález potvrzuje a součást je buď znovu vyčištěna, nebo zahozena. Odmítnutí, které nelze potvrdit, je falešný poplach a sledování jeho míry je klíčové pro udržení důvěry ve stanici.

Závěr

Vnitrní průměr brzdového kalibru nese ve stejném válcovém prostoru dva různé rizika: poruchu stěny, která se může proměnit v netěsnost, a uvolněnou částici, která může způsobit postupné selhání. Obě lze detekovat bez fyzického kontaktu; rozlišení mezi nimi je založeno na chování, nikoli na vizuálním posouzení.

Specifikace by měla uvádět název průměru, těsnicí povrch, minimální velikost detekovatelné částice a orientaci pro kontrolu. Stanice, která kontroluje průměr bez řízení orientace, nechává na místě jak nejjednodušší falešné pozitivní výsledky, tak nejtěžší přehlížené vady.