Inspektion af krumtovs overfladedefekter: fulddekningssynsinspektion af hoved- og stangbolter med boroskopdetektion

Oversigt

Krumtovse er komplekse roterende komponenter med flere journaler, modvægte, flangeområder, nøglegreb og indre huller. Et pålideligt inspektionssystem skal derfor dække ikke kun synlige overfladefejl, men også dybe eller indre områder, som ikke kan inspiceres effektivt med almindelige eksterne kameraer.

Big Bird Industrial's løsning til visuel inspektion af krumtovsaksler kombinerer flere arealscanningskameraer, tilpassede boroskoper, robotbaseret positionering, maskinvision baseret på dybt læring samt sporbarhed af kode.

For den nævnte anvendelse er den offentliggjorte inspektionscyklus 48 sekunder, mens den faktiske takt kan justeres i henhold til værkdelen og inspektionskravene.

1. Hvorfor er inspektion af krumtovsaksler udfordrende?

Krumtovsakslen er en kernekompont i drivlinjen, der omformer den reciprokerende kolbebevægelse til roterende output. Dens geometri er meget tredimensionel, med hovedlager og stanglager, der er fordelt langs akslen og forbundet via krumtovsweb og modvægte.

Afhængigt af krumtovsakseldesignet kan inspektionen omfatte:

• Hovedlager
• Stanglager
• Lange lager
• Flangelager
• Flangeflader
• Nøgleriller
• Centrumhuller
• Letningshuller i modvægt
• Små endeflader

Selvom mange af disse områder har lignende metaloverflader, kan de potentielle fejl variere betydeligt. Typiske inspektionsmål inkluderer:

• Støddemærker
• Krat
• Flægter
• Slidmærker
• INKLUSIONER
• Cracks
• Sort skala eller sort hud-områder
• Manglende materialer
• Olje- eller vandforurening

Udfordringen bliver større, fordi en krumtovsaksel er en roterende komponent med flere inspektionsvinkler. En konventionel fast kamerastation kan muligvis ikke dække alle krævede overflader tilstrækkeligt. Derfor kræver inspektionssystemet koordineret bevægelse og optagelse af billeder fra flere vinkler.

Sidespænding af letningshuller i modvægt

Et særligt vigtigt inspektionspunkt er sidespænding af letningshuller i modvægt.

Lysningshuller er maskinbearbejdet for at justere krumtovsbalancen og reducere unødvendig masse. Hvis et hul gennemborer til en tilstødende overflade eller væg, kan det påvirke den lokale strukturelle integritet og skabe et potent spændingskoncentrationsområde.

Da denne fejl kan være svær at identificere udefra, kan inspektion fra indersiden af hullet med en specialbygget boreskop give en mere egnet detektionsmetode.

2. Inspektionsløsning: Multikamera-syn + specialbyggede boreskoper

Krumtovsinspektionssystemet bruger flere billedoptagelsesmetoder til at dække både ydre overflader og svært tilgængelige indre områder.

Den offentliggjorte inspektionsomfang omfatter:

QR-kode-integritet

Systemet kontrollerer, om krumtovsets QR-kode er komplet og læselig, hvilket sikrer produktidentifikation og sporbarhed i efterfølgende processer.

Sidespænding af letningshuller i modvægt

Specialbyggede boreskoper bruges til at inspicere den indre geometri af lysningshuller og identificere unormale gennembrud til tilstødende områder.

Fremmedlegeme-detection i centerhul

Den indre tilstand af krumtovs centerrør kan inspiceres for fremmedlegemer eller forurening, som muligvis ikke er synlig fra en ekstern kamera.

Inspektion af små endeflader

De små endeflader af lange journaler kan inspiceres for:

• Støddemærker
• Krat
• Flægter
• Skurvær
• INKLUSIONER
• Cracks
• Sort skala
• Manglende materialer
• Olje- og vandforurening

Flanginspektion

Flangeområdet kan også inkluderes i visioninspektionsprogrammet for at identificere specificerede overfladedefekter.

Journal- og nøglefureinspektion

Systemet kan inspicere overfladerne af:

• Hovedlager
• Stanglager
• Lange lager
• Flangelager
• Nøgleriller

Denne flerområdsapproksimation gør det muligt at konfigurere inspektionsprogrammet i henhold til den faktiske krumtovsgeometri og kunde-definerede acceptkriterier.

3. Kamera og hardwarekonfiguration

Det refererede system bruger en kombination af højopløsningsvinkelkameraer og tilpassede boroskoper.

Billedsystem

• 5 MP vinkelkameraer: 2 stk.
• 20 MP vinkelkameraer: 12 stk.
• Tilpassede boroskoper: 3 sæt
• Lyskilder til stort areal: 1 sæt
• Stanglys: 2 sæt

De eksterne kameraer giver højopløst billede af de synlige krumtovsflader, mens boroskoperne udvider inspektionsmulighederne til områder såsom centerboringer og letteboringer.

Vision og kontrol

Systemet integrerer:

• QR-kode-læsning
• Maskinsejlskab-inspektion
• Algoritmer til dybt læring
• Inspektionssporbarhed
• Analyse af inspektionsdata
• Brugerdefinerede inspektionsområder
• Fjernvisning af inspektioner

Styringssystemet bruger to industrielle pc’er fra Advantech (AAEON) i henhold til den offentliggjorte udstyrskonfiguration.

Robotpositionering

Konfigurationer af samarbejdsrobotter kan bruge mærker herunder:

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

Robotten flytter billedsystemet eller justerer inspektionspositionen i henhold til den programmerede inspektionssti.

4. Tekniske specifikationer

Følgende specifikationer er baseret på den offentligt tilgængelige produktinformation for det nævnte inspektionssystem.

Den 48-sekunders cyklus er en offentliggjort anvendelsesværdi og ikke en universel garanti for cykeltid. Den faktiske cykeltid skal beregnes ud fra krumtovsgeometrien, antallet af inspektionspunkter, kamerakonfigurationen, robotbanen og de krævede inspektionskriterier.

5. Vigtige overvejelser ved valg af visioninspektionssystem til krumtovse

5.1 Definer inspektionspunkter efter placering

Krumtovse indeholder mange inspektionsområder, og forskellige områder kan have forskellige fejlkriterier.

Før udstyrsdesign bør inspektionspecifikationen tydeligt definere:

• Hvilke overflader der skal inspiceres
• Hvilke fejltyper der skal registreres
• Acceptable og uacceptable forhold
• Krævet billedopløsning
• Om sporbarehed kræves

Dette reducerer gentagne justeringer af algoritmen under idriftsættelse.

5.2 Vurder adgang til dybe huller

Ved inspektion af fremmedlegemer i centerhuller og sidegennemtrængende inspektion af lettehuller er det afgørende spørgsmål ikke blot kamerats opløsning.

Projektet bør vurdere:

• Hul diameter
• Håldybde
• Intern geometri
• Adgang til boreskop
• Krævet betragtningsvinkel
• Belysningsforhold

En tilpasset boreskopkonfiguration kan være påkrævet, når inspektionsområdet ikke kan observeres direkte af en ekstern kamera.

5.3 Behandl kode-læsning som en separat ydeevneindikator

QR-kode-inspektion er direkte forbundet med produktsporbarhed.

Derfor skal kode-læsning valideres uafhængigt af fejldetektion, herunder:

• Læsefrekvens
• Kodelokation
• Overfladetilstand
• Kontrast
• Mærkningskvalitet
• Forholdet mellem kode-data og inspektionsresultater

5.4 Validér 48-sekunders-takten

At inspicere mange områder inden for én cyklus kræver parallel billedoptagelse og optimeret robotbevægelse.

Ved systemintegration bør cyklustidsberegningen inkludere:

1. Emneopladning
2. Positionering
3. Robotbevægelse
4. Billedoptagelse
5. Algoritmebehandling
6. Kodelæsning
7. Resultatoutput
8. Udlæsning af arbejdsemne

Den offentliggjorte 48-sekunderscyklus skal derfor betragtes som en reference for en specifik applikation frem for en fast værdi for alle krumtovsaksler.

6. Dybt-læring-baseret syn for flere typer krumtovsakseldefekter

Krumtovsakselinspektion involverer defektkategorier med markant forskellige visuelle karakteristika. En enkelt konventionel regelbaseret billedbehandlingsmetode er måske ikke tilstrækkelig til hver inspektionsopgave.

Den omtalte løsning anvender dybt-læring-baseret maskinsyn sammen med inspektionsområder, der er defineret ud fra forskellige krumtovsakselområder.

For praktiske projekter er tilstrækkelige defektprøver vigtige både for træning og validering.

Dette er især relevant for defekter såsom:

• INKLUSIONER
• Sort skala
• Overfladeskrab
• Støddemærker
• Skurvær
• Manglende materialer

Prøveforberedelse er ofte et af de mest vigtige stadier i et machine-vision-projekt. Systemet kræver repræsentative eksempler på både OK-produkter og forskellige typer NG-forhold for at oprette pålidelige inspektionskriterier.

7. Big Bird Industriels machine-vision-inspektionskapaciteter

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), tidligere Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., leverer integrerede løsninger inden for præcisionsindustriel rengøring og machine-vision-inspektion til automobil- og præcisionsfremstillingstilbud.

Dets machine-vision-forretning er organiseret omkring specialiserede inspektionsområder, herunder:

• Orient See – dimensionel og geometrisk inspektion
• Surface See – overfladedefektinspektion
• Assembly See – monteringsinspektion og poka-yoke
• Inner See – inspektion af indre huller og indre vægge
• Paint See — inspektion af malingsoverflade-fejl
• Algoritme- og softwareplatform — visionalgoritmer og softwaresystemer

For krumtovlsapplikationer kan Surface See håndtere ekstern overfladefejlsinspektion, mens Inner See kan anvendes til inspektionskrav, der involverer indre huller og svært tilgængelige områder.

Denne kombination gør det muligt at integrere forskellige inspektionsteknologier i henhold til geometrien og kvalitetskravene til drivakslen.

Ofte stillede spørgsmål

Hvorfor skal gennemtrængning af lysvægts-huller på modvægtssiden registreres?

Lysvægts-huller bruges til at justere krumtovlens balance og reducere unødvendig masse. Hvis fremstillingen forårsager, at et hul gennemtrænger en tilstødende væg eller overflade, kan den lokale konstruktion blive påvirket, og området kan blive et potentiel spændingskoncentrationsområde.

Da fejlen muligvis ikke er synlig udefra hullet, kan en boroskop anvendes til at inspicere det indre område.

Kan én visionalgoritme registrere alle typer krumtovls-overflade-fejl?

Ikke nødvendigvis.

Krumtovlsfejl kan variere betydeligt i form, struktur, kontrast og placering. Algoritmer baseret på dybt læring kan konfigureres til forskellige fejlkategorier og inspektionsområder, men pålidelig ydelse afhænger stærkt af repræsentative trænings- og valideringsprøver.

Fejl såsom inklusioner og sort skala kan især afhænge af materiale- og overfladeegenskaber, hvilket gør prøveindsamling til en vigtig del af projektet.

Kan 48 sekunder virkelig dække så mange inspektionsområder?

Det omtalte system bruger flere kameraer, der opererer parallelt, hvor forskellige kameraer er tildelt forskellige inspektionsområder. Robotbaseret positionering kan også flytte billedopsamlingsystemet til de krævede inspektionslokationer.

Den offentliggjorte cykeltid på 48 sekunder gælder for den omtalte anvendelse. Den faktiske takt-tid skal beregnes ud fra den specifikke krumtovl, inspektionsdækning, robotstien og kravene til billeddannelse.

Kan olie- eller vandforurening fejltolkes som en overfladefejl?

Ja.

Olie og vand kan skabe refleksioner, mørke områder eller andre visuelle mønstre, der kan ligne bestemte overfladedefekter. De er derfor opført som specifikke inspektionsmål i det henvisede system.

Billedealgoritmer kan bruge egenskaber såsom form og placering til at skelne mellem forskellige forhold. Hvis der dog er for meget olie eller vand tilbage på arbejdsemnet, kan forhåndsblyfning eller rengøring i den forudgående proces hjælpe med at reducere visuel interferens før inspektionen.

Konklusion

Visioninspektion af krumtovsakser er ikke blot et spørgsmål om at installere en højopløsende kamera. Den komplekse geometri af krumtovsakser kræver en kombination af billedoptagelse fra flere vinkler, robotstyret positionering, tilpassede boroskoper, algoritmer baseret på dybt læring samt funktioner til sporbarehed.

For ydre journaler, flangeoverflader og nøglerender giver multikamera-vision bred overfladedækning. For centerboringer og modvægtens letteboringer udvider boroskop-inspektionen maskinvisionen til områder, som konventionelle eksterne kameraer ikke kan observere direkte.

For den pågældende anvendelse leverer systemet en offentliggjort inspektionscyklus på 48 sekunder, hvor den endelige konfiguration og takten bestemmes af den specifikke krumtovsgeometri og inspektionskrav.