سیستم بازرسی سوراخ‌های بلوک موتور دیزل: بازرسی خودکار کیفیت سطح داخلی سوراخ‌ها

مرور کلی

بلوک‌های موتور دیزل حاوی چندین سوراخ عمیق و باریک هستند که بازرسی دستی آن‌ها دشوار است. خراش‌ها، حفره‌های ناشی از گاز، آسیب‌های برخوردی و سایر نقص‌های سطح داخلی ممکن است بر کیفیت قطعه و مونتاژ بعدی موتور تأثیر بگذارند.

سیستم بازرسی سوراخ‌های بلوک موتور دیزل برای بازرسی خودکار و بدون تماس سطوح داخلی سوراخ‌ها طراحی شده است. بر اساس مشخصات منتشرشده، این سیستم قادر به تشخیص نقص‌هایی با پروفیل بزرگ‌تر از ۰٫۲ میلی‌متر است و دقت اعلام‌شدهٔ آن ۹۹ درصد است. زمان بازرسی حدوداً ۲٫۵ تا ۱۰ ثانیه به ازای هر سوراخ است که این مقدار بسته به قطر سوراخ متغیر است. این سیستم پشتیبانی از قطر سوراخ‌هایی بین ۴ تا ۱۰۰ میلی‌متر را دارد و عمق بازرسی قابل تنظیم است و معمولاً کمتر از ۲۰۰ میلی‌متر است.

کلمات کلیدی: بازرسی بلوک موتور دیزل، بازرسی سوراخ‌های بلوک موتور، تشخیص نقص‌های داخلی دیواره‌ی سوراخ‌ها، بازرسی بدون تماس، سیستم بازرسی سوراخ‌ها، بیگ برد اینداستریال

چرا بازرسی سوراخ‌های بلوک موتور دیزل دشوار است؟

در مقایسه با بسیاری از بلوک‌های موتور خودروهای سواری، بلوک‌های موتور دیزل معمولاً سنگین‌تر هستند و دارای ساختار سوراخ‌هایی با طول و عمق بیشتر و پیچیدگی بالاتر می‌باشند. فرآیندهای ریخته‌گری و ماشین‌کاری نیز ممکن است آلاینده‌ها را باقی گذاشته یا نقص‌های سطحی ایجاد کنند که شناسایی آن‌ها صرفاً با بازرسی بصری دشوار است.

ویژگی‌های معمول سوراخ‌ها شامل:

• سوراخ‌های یاتاقان اصلی

• سوراخ‌های شافت کام

• سوراخ‌های روکش سیلندر

• مجرای اصلی روغن

• سوراخ‌های پیچ و سوراخ‌های فرآیندی

این سوراخ‌ها از نظر قطر و عمق تفاوت‌های قابل توجهی دارند؛ بنابراین استفاده از یک روش بازرسی واحد برای تمام موقعیت‌ها دشوار است.

بلوک‌های موتور دیزل معمولاً از آهن ریخته‌گری ساخته می‌شوند. پس از ماشین‌کاری، شن قالب‌گیری آزاد، پودر گرافیت و سایر باقی‌مانده‌ها ممکن است روی سطوح داخلی باقی بمانند. ظاهر تیره و اشکال نامنظم آن‌ها می‌تواند شبیه عیوب واقعی سطحی مانند حفره‌های ناشی از گاز یا آسیب‌های موضعی باشد و خطر قضاوت‌های نادرست در بازرسی دستی را افزایش دهد.

اندازه و وزن قطعه کار چالش‌های اضافی ایجاد می‌کند. جابه‌جایی و تنظیم مجدد بلوک سنگین موتور برای بازرسی مکرر با دوربین داخلی زمان‌بر است و ممکن است خطرات اضافی ناشی از دست‌زدن به قطعه را به همراه داشته باشد. سیستم خودکار بازرسی داخلی می‌تواند به استانداردسازی فرآیند بازرسی و کاهش وابستگی به قضاوت بصری دستی کمک کند.

۲. راه‌حل بازرسی: بازرسی مبتنی بر لیزر برای محدوده وسیعی از قطرهای سوراخ

سیستم بازرسی سوراخ بلوک موتور دیزل برای شناسایی عیوب سطح داخلی از جمله خراش‌ها، حفره‌های ناشی از گاز و آسیب‌های برخوردی طراحی شده است.

بر اساس مشخصات فنی منتشرشده محصول، این سیستم قابلیت‌های زیر را ارائه می‌دهد:

• تشخیص نقص تشخیص ناهنجاری‌هایی با عرض بیش از ۰٫۲ میلی‌متر.

• دقت اعلام‌شدهٔ تشخیص: ۹۹ درصد، همان‌گونه که در اطلاعات فنی منتشرشدهٔ محصول ذکر شده است.

• بازرسی بدون تماس: بازرسی سطوح سوراخ بدون تماس مستقیم بین روش بازرسی و سطح مورد ارزیابی.

• تصمیم‌گیری خودکار «قبول» یا «رد»: اعمال معیارهای پذیرش ناهنجاری‌های تنظیم‌شده برای طبقه‌بندی نتایج بازرسی.

• حسگر مبتنی بر لیزر: روشن‌کردن قطعهٔ کار با نور لیزر و ثبت نور بازتابیدهٔ آن برای بازرسی، که به کاهش حساسیت به نور محیطی کمک می‌کند.

• ثبت داده‌های بازرسی: اطلاعات نقص‌ها را ذخیره می‌کند تا تحلیل کیفیت و بهبود فرآیند تولید را پشتیبانی کند.

محدوده‌ی قطر سوراخ‌های قابل بازرسی از φ۴ تا φ۱۰۰ میلی‌متر است. عمق بازرسی قابل سفارشی‌سازی بوده و معمولاً کمتر از ۲۰۰ میلی‌متر است. زمان بازرسی هر سوراخ بسته به اندازه‌ی سوراخ و شرایط بازرسی، حدود ۲٫۵ تا ۱۰ ثانیه است.

معماری کنترلی از ترکیب PLC و رایانه‌ی صنعتی تشکیل شده و کنترل تجهیزات و پردازش داده‌های بازرسی را پشتیبانی می‌کند.

عملکرد واقعی باید در برابر هندسه‌ی قطعه‌ی کار، انواع نقص‌ها، معیارهای پذیرش و شرایط تولید اعتبارسنجی شود. آستانه‌ی تشخیص و دقت منتشرشده نباید به‌عنوان تضمینی برای همه‌ی انواع نقص یا پیکربندی‌های سوراخ تفسیر شود.

۳. مشخصات فنی

مشخصات زیر بر اساس اطلاعات محصول منتشرشده‌ی عمومی است.

مهم: عدد ۹۹ درصد دقتی است که در اطلاعات منتشر‌شده محصول ذکر شده است. برای پذیرش در خط تولید، تعریف دقت، نمونه‌های نقص مورد آزمون، نرخ‌های پذیرش نادرست و رد نادرست، و شرایط اعتبارسنجی را با تأمین‌کننده تجهیزات تأیید کنید.

۴. ملاحظات کلیدی هنگام انتخاب سیستم بازرسی سوراخ‌ها

۴٫۱ گروه‌بندی قطر سوراخ‌ها و انتخاب پروب‌های مناسب

بلوک‌های موتور دیزل ممکن است حفره‌هایی با قطر و هندسهٔ بسیار متفاوت داشته باشند. یک سنسور تنها ممکن است برای تمام حفره‌ها مناسب نباشد.

در مرحلهٔ برنامه‌ریزی سیستم، حفره‌ها را بر اساس قطر، عمق و هندسهٔ داخلی طبقه‌بندی کنید. مشخص کنید آیا اندازه‌های مختلف سنسور یا یک پیکربندی نوری قابل تنظیم لازم است. پیکربندی نهایی باید بر اساس چیدمان واقعی حفره‌ها و نیازهای بازرسی تعیین شود.

۴٫۲ کنترل مواد ریخته‌گری شل و بقایای ماشین‌کاری پیش از بازرسی

شن ریخته‌گری شل و آلودگی‌های ناشی از ماشین‌کاری می‌توانند بر نتایج بازرسی تأثیر بگذارند، به‌ویژه زمانی که ظاهر آن‌ها شبیه نقص‌های واقعی سطحی باشد.

دمیدن هوا یا پاک‌سازی پیش از بازرسی، روشی رایج در فرآیند است. در صورت لزوم، یک رویهٔ پاک‌سازی پیش از بازرسی را به‌صورت یکنواخت تعریف کنید و سیستم را با قطعاتی معتبر که شرایط تولید واقعی را منعکس می‌کنند، اعتبارسنجی نمایید.

الگوریتم بازرسی و معیارهای پذیرش باید تا جایی که روش معتبرسازی‌شدهٔ حسگر اجازه دهد، بین آلاینده‌های قابل‌برداشتن و نقص‌های سطح سوراخ‌ها تمایز قائل شوند.

۴٫۳ برنامه‌ریزی بارگذاری، موقعیت‌یابی و ریتم تولید قطعهٔ کار

از آنجا که بلوک‌های موتور دیزل سنگین هستند، روش بارگذاری، دقت موقعیت‌یابی و طراحی فیکسچر را باید در مراحل اولیهٔ پروژه در نظر گرفت.

زمان بازرسی زمانی که تعداد زیادی سوراخ باید بررسی شوند، به‌سرعت افزایش می‌یابد. اگر برای یک بلوک نیاز به بازرسی ده‌ها محل سوراخ باشد، زمان کلی بازرسی ممکن است بسته به تعداد سوراخ‌ها و ترتیب عملیات‌ها به چند دقیقه برسد.

روش‌های احتمالی شامل بازرسی سوراخ‌های کارکردی حیاتی، استفاده از بازرسی موازی در صورت امکان فنی، یا قرار دادن سیستم بازرسی در ایستگاهی اختصاصی خارج از ریتم اصلی تولید است. بهترین روش بستگی به الزامات کیفی، حجم تولید و فضای در دسترس دارد.

۴٫۴ ارزیابی دسترسی پروب، سایش و نگهداری

بازرسی سوراخ‌های عمیق نیازمند حرکت کافی پروب و محافظت مناسب در برابر برخورد یا آسیب است. پروب باید به ناحیه مورد نیاز بازرسی برسد و شرایط لازم برای حسگری را حفظ کند.

برای عملیات بلندمدت، سایش پروب، فواصل تعویض، نیازهای کالیبراسیون یا تأیید عملکرد و هزینه‌های نگهداری را ارزیابی کنید. این عوامل می‌توانند بر دسترس‌پذیری تجهیزات و هزینه کلی مالکیت در بلندمدت تأثیر بگذارند.

۴٫۵ اعتبارسنجی عملکرد با استفاده از نمونه‌های عیب نماینده

پیش از پذیرش نهایی، نمونه‌هایی را آماده کنید که شرایط تولید واقعی را منعکس کنند، از جمله عیوب سطحی شناخته‌شده و آلاینده‌های رایج.

اعتبارسنجی باید موارد زیر را پوشش دهد:

• قابلیت تشخیص انواع و ابعاد عیوب مورد نیاز

• تأثیر هندسه‌های مختلف سوراخ بر عملکرد بازرسی

• تعریف و اندازه‌گیری پذیرش‌های نادرست و ردکردن‌های نادرست

• تکرارپذیری نتایج بازرسی

• قابلیت ردیابی مکان و نوع عیوب به موقعیت‌های جداگانه سوراخ‌ها

طرحی دقیق از اعتبارسنجی، کمک می‌کند تا معیارهای پذیرش عملی تعیین شوند، نه اینکه صرفاً به یک رقم کلی دربارهٔ دقت تشخیص اتکا شود.

۵. قابلیت‌های بازرسی بینایی ماشینی شرکت بیگ برد اینداستریال

شرکت هاربین بیگ برد اینداستریال کو.، لتد. (بیگ برد اینداستریال)، که پیشتر با نام شرکت هاربین شیمادا بیگ برد اینداستریال کو.، لتد. فعالیت می‌کرد، راه‌حل‌های یکپارچه‌ای برای تمیزکاری دقیق صنعتی و بازرسی بینایی ماشینی ارائه می‌دهد.

مجموعهٔ بینایی ماشینی آن شامل شش سری محصول است:

• اورینت سی: بازرسی ابعاد و موقعیت هندسی

• سرفیس سی: بازرسی نقص‌های سطحی

• اسمبلی سی: تأیید اسمبلی و جلوگیری از خطای نهایی خط تولید

• اینر سی: بازرسی سوراخ‌های داخلی و حفره‌ها

• نایت سی: بازرسی نقص‌های سطح رنگ

• مو سی: الگوریتم‌های نرم‌افزاری و پلتفرم‌های بازرسی

سری اینر سی بر بازرسی سوراخ‌های داخلی تمرکز دارد، از جمله مناطقی که به‌سختی قابل دسترسی یا بازرسی مستقیم هستند. در تولید بلوک موتور دیزل، بازرسی سوراخ‌ها را می‌توان هم‌زمان با عملیات تمیزکاری مرحله قبلی برنامه‌ریزی کرد تا از انجام عملیات اضافی جلوگیری شده و کیفیت بازرسی‌ها یکنواخت‌تر گردد.

در مواردی که فرآیند تولید هم‌زمان نیازمند تمیزکاری و بازرسی است، چیدمان تجهیزات و ترتیب انتقال قطعه کار را می‌توان بر اساس خود قطعه کار، پوشش بازرسی، زمان چرخه مورد نیاز و الزامات اتوماسیون کارخانه طراحی کرد.

پرسش‌های رایج

آیا شن قالب باقی‌مانده درون یک سوراخ را می‌توان به‌عنوان نقص طبقه‌بندی کرد؟

شن قالب شل یکی از رایج‌ترین عوامل ایجاد اختلال در بازرسی قطعات ریخته‌گری آهنی است. ظاهر نامنظم و تیره آن ممکن است شبیه برخی نقص‌های سطحی باشد.

دو اقدام معمولاً در نظر گرفته می‌شوند: حذف باقی‌مانده‌های شل از طریق دمش هوا یا پاک‌سازی قبل از بازرسی، و اعتبارسنجی معیارهای بازرسی در برابر نمونه‌های نماینده. میزان توانایی سیستم در تشخیص آلاینده‌ها از عیوب واقعی، به روش حس‌گری، ویژگی‌های عیب و پیکربندی الگوریتمی که اعتبارسنجی شده است، بستگی دارد.

سوال ۲. آیا یک پروب برای قطرهای سوراخ از ۴ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر کافی است؟

لازم نیست. پروبی که برای سوراخ کوچک مناسب است ممکن است پوشش مؤثرترینی را برای سوراخ بسیار بزرگ‌تر فراهم نکند، در حالی که پروب بزرگ‌تر ممکن است در مسیرهای باریک جای نگیرد.

پیکربندی عملی باید با گروه‌بندی قطرهای سوراخ و بررسی عمق، شکل، دسترسی‌پذیری و پوشش مورد نیاز بازرسی تعیین شود. در موارد مناسب، می‌توان از چند اندازه پروب یا پیکربندی نوری قابل تنظیم استفاده کرد.

سوال ۳. آیا زمان بازرسی ۲٫۵ تا ۱۰ ثانیه برای هر سوراخ، زمان کلی چرخه را بیش از حد طولانی می‌کند؟

بله، این امر بستگی به تعداد سوراخ‌هایی دارد که باید بازرسی شوند. زمان کلی بازرسی به تعداد نقاط بازرسی، ترتیب بازرسی، حرکت پروب، بارگذاری و تنظیم موقعیت و هرگونه عملیات موازی وابسته است.

راه‌حل‌های احتمالی شامل اولویت‌دهی به سوراخ‌های کارکردی حیاتی، ارزیابی بازرسی موازی یا ترتیب دادن بازرسی در ایستگاهی اختصاصی می‌شود. پیشنهاد می‌شود پیش از انتخاب پیکربندی نهایی، مطالعه‌ای از زمان چرخه با استفاده از فهرست واقعی سوراخ‌ها انجام گیرد.

سوال ۴. آیا این سیستم می‌تواند مکان دقیق عیب را شناسایی کند؟

اطلاعات محصول منتشرشده نشان می‌دهد که اطلاعات مربوط به عیوب می‌تواند برای تحلیل کیفیت ذخیره شود. جزئیات دقیق مکان عیب، طبقه‌بندی عیوب و قالب گزارش‌دهی باید در طول ارزیابی فنی تأیید شوند.

برای بهبود فرآیند، ثبت‌های مبتنی بر مکان می‌توانند به شناسایی مناطق مکرر مشکل‌دار کمک کرده و تحقیقات درباره فرآیندهای ریخته‌گری، ماشین‌کاری یا حمل‌ونقل در مراحل بالادستی را پشتیبانی کنند.

نتیجه‌گیری

بازرسی خودکار سوراخ‌های بلوک موتور دیزل به حل چالش‌های بازرسی سطوح داخلی عمیق، باریک و متنوع کمک می‌کند. رویکرد لیزری و بدون تماس می‌تواند تشخیص سازگان‌تر نقص‌های سطح سوراخ را تسهیل کند و وابستگی به بازرسی دستی را کاهش دهد.

هنگام انتخاب یک سیستم، تولیدکنندگان باید هندسه سوراخ، پیکربندی sond، تمیزی قبل از بازرسی، زمان تولید کلی (تاکت)، نیازهای نگهداری و اعتبارسنجی عملکرد را ارزیابی کنند. معیارهای نهایی پذیرش باید بر اساس قطعات نمونه‌ای نماینده و شرایط آزمون توافق‌شده تعیین شوند.

شرکت بیگ برد اینداستریال، که پیش از این با نام شرکت صنایع بیگ برد هاربین شیمادا محدوده فعالیت داشت، راه‌حل‌هایی در زمینه پاک‌سازی صنعتی و بازرسی بینایی ماشینی برای کاربردهای تولید خودرو و تولید دقیق ارائه می‌دهد. در پروژه‌های بازرسی بلوک موتور دیزل، محدوده بازرسی و پیکربندی سیستم باید با چیدمان واقعی سوراخ‌ها، الزامات نقص و اهداف خط تولید هماهنگ شود.