Overfladeinspektion af blok efter rengøring: Tre stationer, én gennemgang

Oversigt

En blok, der forlader vaskemaskinen og ser ren ud, kan stadig fejle af to forskellige årsager, som ser identiske ud på et billede: en støbefejl, der altid har været der, og en spån, som vasketrinnet ikke formåede at fjerne. At adskille disse to typer fejl er formålet med at inspicere umiddelbart efter vasken i stedet for ved linjens ende.

Inspektionen tjener også vaskemaskinen. Hvis spåne konsekvent findes på samme område, peger fundet på en dyseposition, et filtreringsstadium eller en fastspændingskontakt, og det peger på det inden for samme skift i stedet for tre uger senere, når dele fejler under montering.

Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har siden 2001 bygget rengørings- og afgrædningssystemer til bilers drivlinjekomponenter, og den her beskrevne stationopsætning følger produktionslinjer til dieselmotorblokke ved brug af en robotbåret højopløsende kamera med bred diffus belysning på tre stationer.

1. Hvorfor placeringen lige efter vaskeren er afgørende

Den samme fejl indeholder forskellig information afhængigt af, hvor den findes, og placeringen lige efter vaskeren er den, der adskiller årsag fra konsekvens.

Tilskrivning uden gætteri

Ved linjens ende kunne en spåner på en maskineret flade stamme fra vaskeren, fra monteringsoperationen, fra en fastspændingsanordning eller fra omgivelserne. Lige efter vaskeren er der kun én mulig kilde, hvilket gør en efterforskning til en simpel kontrol.

Vaskeren får et resultat

En rengøringsfase vurderes normalt ud fra en stikprøveudtrækning, som rapporterer en masseværdi timer efter, at komponenten blev fremstillet. En inspektionsstation rapporterer pr. komponent og pr. placering, hvilket er en anden type feedback: den angiver, hvilken flade – ikke kun hvor meget.

2. Tre stationer og hvad hver enkelt ser

En blok kan ikke inspiceres i én enkelt visning. Dens relevante overflader vender i flere retninger, og de overflader, der er sværest at se, er ofte de, hvor spåner samler sig.

Underside, omkreds og gennemgang

Anordningen, der anvendes på dieselmotorblokke, dækker bundfladen, omkredsfladerne og en gennemgangsposition, hvor tvetydige fund undersøges manuelt. De tre positioner er ikke overflødige: bundfladen samler spåner ved tyngdekraften, omkredsfladerne indeholder de maskinerede flader, der passer til andre komponenter, og gennemgangspositionen findes, fordi ikke alle tvetydige fund bør afgøres af en model.

Kamera monteret på robot versus fastmonterede kameraer

En robot med en kamera kan nå flere overflader med én sensor, men det koster bevægelsetid og præcision i ruten. Fastmonterede kameraer, der dækker en station, er hurtigere, men kræver ét kamera pr. synsvinkel. På en blok er robotanordningen almindelig, fordi antallet af synsvinkler er stort, og komponenten præsenteres i én orientering.

3. En metalflis og en fejl ligner hinanden

Den sværeste del af overfladeinspektionen efter rengøring er, at de to ting, den skal skelne mellem, ser visuelt ens ud.

Hvorfor skelnen er svær

En metalflis, der ligger på en maskineret flade, har en kant, en skygge og en kontrast mod baggrunden – præcis det samme, som en ridset eller en fordybning viser. En model, der kun er trænet på fejlekssempler, vil klassificere metalfliser som fejl, og en station, der gør det, genererer falske alarmopkald, der undergraver tilliden inden for en uge.

Hvordan skelnen foretages

De pålidelige skellegemål er fysiske snarere end statistiske. En metalflis ligger over overfladen og kaster en skygge, hvis retning ændrer sig med lysretningen, mens en fordybning er en indtrykning, hvis skygge ikke ændrer retning. En metalflis kan blæses væk med en luftpust; en fejl kan det ikke. Ved at bruge en anden belystning med en anden lysretning eller ved at blæse luft på overfladen før genoptagelse omdannes en tvetydig klassificering til en fysisk test.

4. Den menneskelige gennemgangsstation

En gennemgangsposition er ikke en fejl i automatiseringen. Den gør det muligt at indstille de automatiserede stationer til en følsomhed, der registrerer alt uden at skabe en kø af beslutninger, som ingen kan løse.

Hvad gennemgang er til

Gennemgang håndterer de tilfælde, hvor billedet ikke tydeligt adskiller klasserne: en mærkning, der måske er en ridset eller måske tørret kølemiddel, et plet, der måske er porøsitet eller måske en spåntagning. En person med belysning og forstørrelse ser én gang og træffer en beslutning – hvilket tager sekunder og afgør spørgsmålet.

Sikre integriteten i gennemgangen

Risikoen er, at gennemgang bliver et sted, hvor alt godkendes under tidspres. Ved at registrere, hvad gennemgangsmedarbejderen besluttede, og udvælge stikprøver af disse beslutninger til laboratoriekontrol, kan stationens samlede undslippelsesrate måles i stedet for antages.

En inspektionsposition kræver også det rigtige værktøj til det stillede spørgsmål. En forstørrelseslup og en lampe med lav vinkel afgør, om der er tale om en ridset; en luftdyse afgør, om en mærke er løst materiale; og et boroskop afgør, om en boring kan ses, hvor kameraet ikke kan nå ind. At stille alle tre værktøjer til rådighed ved inspektionspositionen er billigere end at sende dele tilbage til vaskemaskinen til genundersøgelse.

5. Belysning af en våd del

At inspicere umiddelbart efter vask betyder at inspicere en del, der muligvis stadig er fugtig, og vand ændrer, hvordan en overflade ser ud. Et tyndt lag vand udfylder overfladiske ridser og skjuler dem; dråber skaber glanspunkter, der opfattes som egenskaber.

Den praktiske løsning er enten at inspicere efter tørring eller at acceptere en våd del og designe belysningen til dette ved at bruge bred, diffus belysning, der ikke frembringer et spejlende billede af dråberne. Hvor kriteriet inkluderer tørhed, er inspektion efter tørring den eneste mulighed, fordi en våd del ikke kan bedømmes for vand.

6. Tilbagemelding af resultatet til vaskemaskinen

En inspektionsstation producerer data, der kun er nyttig, hvis den når frem til de personer, der kan handle på den. Den nyttige form er et kort: hvilken overflade, hvilken placering, hvor ofte og om fundet er en spåning eller en defekt.

En klynge af spåningsfund på én flade peger på et dyse- eller et filtreringsproblem. En klynge af ridsefund peger på håndtering eller fastspænding. Begge problemer kan handles inden for én skift, og begge er usynlige i en rapport, der kun angiver, hvor mange dele mislykkedes.

7. Cykeltid og placering af stationen

Inspektion efter rengøring konkurrerer med produktionslinjen om delen, og stationen skal frigive den hurtigt nok til, at rengøringsmaskinen ikke står og venter.

Tre stationer i rækkefølge

Med en robot, der bærer kameraet, køres de tre synsvinkler efter hinanden på samme emne, så stationstiden er summen af bevægelserne plus billedbehandlingen. På en blok udgør dette en betydelig brøkdel af et minut, hvilket er grunden til, at stationen ofte placeres, hvor der findes en lille buffer, fremfor direkte i vaskerens udløbssti.

Stikprøvekontrol versus fuld inspektion

At inspicere hvert enkelt emne er kun muligt, når stationstiden kan rummes inden for takttiden. Hvor dette ikke er tilfældet, er den sædvanlige kompromisløsning at inspicere alle emner på de overflader, der indebærer den største risiko, og at foretage stikprøvekontrol af resten i henhold til en stikprøveplan. Dette kompromis bør specificeres, da en station, der købes til fuld inspektion, men drives med stikprøvekontrol, kræver en anden begrundelse.

Placeringen bestemmer også, hvad stationen kan dokumentere. Umiddelbart efter vaskemaskinen dokumenterer den delens tilstand som vasket; hundrede meter længere nede i linjen dokumenterer den delens tilstand efter overførsel, håndtering og eventuel ventetid – hvilket er en anden påstand og en svagere én. At flytte en station længere ned i linjen er nemt på en layouttegning, men dyrere i forhold til, hvad den ikke længere kan forklare. Samme logik gælder for placering efter en buffer eller efter afkøling, hvor kondensation og håndtering allerede har ændret overfladen.

Ofte stillede spørgsmål

Skal stationen være før eller efter tørring?

Efter tørring, hvis tørhed er en del af acceptkriteriet, fordi vand på overfladen forhindrer vurdering både af overfladen og af tørheden. Før tørring kun, hvis processen ikke har nogen krav til tørhed.

Hvor små fejl kan opdages?

På maskinerede blokoverflader kan fejlkonturer i halv-millimeter-størrelse registreres med en højopløsende kamera og diffus belysning. Mindre detaljer kræver et smallere synsfelt og flere stationer.

Erstatter stationen rengøringsprøven?

Nej. Overfladeinspektion finder det, der er synligt på en overflade; rengøringsprøven måler det, der ekstraheres fra et område, herunder materiale inden i kanaler. De to prøver besvarer forskellige spørgsmål, og begge er nødvendige.

Hvordan valideres stationen?

Ved hjælp af et sæt dele med kendte fejl og kendt spåntagkontamination, begge præsenteret gentagne gange. En station, der kun er testet på rene dele, har ikke vist noget om dens detektionsrate.

Konklusion

Inspektion umiddelbart efter vaskeren omdanner en sen fejl til et signal samme skift, og den adskiller en spånfejl fra en støbefejl på det eneste tidspunkt, hvor forskellen er entydig. Tre stationer dækker overfladerne; gennemgangspositionen håndterer det, som billedet ikke kan afgøre.

Stationen er kun værd at bygge, hvis dens output når vaskemaskinen som et lokationskort i stedet for som en godkendelsesprocent. En optælling af fejl fortæller ingen, hvilken dyse der skal kontrolleres.