Tarkistuslaitteisto tai näköpohjainen mittaus: 20 000 yuania kohden laitteistoa vastaan 50 mallia

Yleiskatsaus

Mittausmuotin käyttö on yleinen tapa tarkistaa muovattujen tai valutettujen osien mitat: kyseessä on kova mittausväline, joka pitää osan määritellyssä referenssiasennossa ja esittää pisteitä, lohkoja sekä ”kyllä/ei”-ominaisuuksia jokaiselle ohjatulle ominaisuudelle. Mittausmuotit ovat nopeita, kosketusperäisiä ja tuotantotiimeille hyvin tuttuja. Ne ovat kuitenkin kalliita jokaista vaihtoehtoa kohden, vievät pysyvästi tilaa tuotantotilassa ja eivät voi mitata mitään muuta kuin sitä, mihin ne on suunniteltu.

Näköpohjainen mittaus tekee saman työn kameroiden avulla ilman kosketusta. Yhden osan yksittäisen ominaisuuden mittaaminen on hitaampaa kuin mittausmuotilla, mutta sama laitteisto voidaan ohjelmoida uudelleen toiselle vaihtoehdolle ilman uutta mittausvälinettä. Valinta ei ole pelkästään vanhan ja uuden välinen; se riippuu siitä, kuinka monta vaihtoehtoa tuotantolinja käsittelee, kuinka monta ominaisuutta ohjataan ja miten tarkkuusvaatimukset suhteutuvat prosessin pystyvyyteen säilyttää tarkkuus.

Big Bird Industrial (entinen Shimada Big Bird Industrial) on rakentanut puhdistus- ja terävyydenpoistojärjestelmiä automaalienergian siirtojärjestelmien komponenteille vuodesta 2001 lähtien, ja tässä keskustelussa käytetyt mittausarvot ovat samoja kuin tuotannon määrittelyissä ilmoitettavat arvot eivätkä perustu laboratoriomittauksiin.

1. Mitä tarkastuslaitteisto todellisuudessa maksaa

Yhden tarkastuslaitteiston automaali- rakenteellisen osan kustannukset vaihtelevat yleensä 20 000–200 000 RMB:n välillä riippuen ominaisuuksien lukumäärästä, viitejärjestelmästä ja itse mittalaitteen valmistustoleranssista. Tämä luku koskee yhtä malliversiota. Ohjelma, joka kattaa satoja eri versioita, aiheuttaa siis laitteistokustannuksia, jotka kasvavat suoraan malliversioiden lukumäärän mukaan.

Kustannus, joka ei näy tarjouksessa

Jokaisella kiinnikkeellä on myös oltava varastointipaikka ja työalue. Suuri rakenteellinen kiinnike voi vieä alueen, jonka koko on kolme metriä kertaa kolme metriä tai enemmän, ja tehdas, jossa käytetään satoja kiinnikkeitä, tarvitsee erillisen mittaushuoneen, jonka lämpötila on säädetty. Toistuvat kustannukset liittyvät tilaan, käsittelyyn ja ajoittaiseen uudelleensertifiointiin eivätkä ostohintaan, ja ne jatkuvat koko ohjelman eliniän ajan.

Missä kiinnikkeet ovat edelleen oikea ratkaisu

Kiinnikkeet ovat tehokkaita silloin, kun ominaisuus on tunnollinen, kun tarkastus suoritetaan tuotantolinjan vieressä operaattorin toimesta ja kun vaihtoehtojen määrä on pieni ja vakaa. Operaattorin sekunneissa asennettava käypä/ei-käypä -mittausväline on edelleen tehokkain tapa vahvistaa muutamia kriittisiä ominaisuuksia korkean tuotantomäärän osassa.

2. Mitä visio- mittauksesta todellisuudessa tulee kustannuksia

Monikameran näköasema on suurempi yksittäinen ostos kuin yksi kiinnike, mutta pienempi ostos kuin kiinnikejoukko, jota se korvaa, kun mallivaihtoehtojen määrä ylittää tietyn kynnysarvon. Taloudellinen kannattavuus riippuu tästä suhteesta eikä vaihtoehtojen absoluuttisista hinnastoista.

Kattavuus asemaa kohden

Yksittäistä näköjärjestelmää voidaan ohjelmoida 50–80 ajoneuvomallille, koska mallin vaihtaminen tarkoittaa eri tarkastusohjeen lataamista ja tarvittaessa eri kiinnikkeen käyttöä. Laitteisto ei muutu. Tämä ominaisuus tekee vertailusta epälineaarisen: kiinnikkeiden kustannukset kasvavat mallien määrän mukana, kun taas näköjärjestelmien kustannukset kasvavat asemien lukumäärän mukana.

Nopeus ominaisuutta kohden

Staattinen monikamerajärjestelmä voi mitata noin 100 piirtepistettä 30 sekunnissa, koska kaikki kamerat ottavat kuvan samanaikaisesti eikä mekanismia tarvitse siirtää piirtepisteiden välillä. Kahden kameran konfiguraatio robottisella anturin uudelleensijoittelulla on hitaampi, noin kolme sekuntia kohti pistettä. Tämä ero on yksi syy, miksi staattiset monikamerajärjestelmät ovat hallitsevia, kun kiertoaika on tiukka.

3. Missä kutakin menetelmää voidaan käyttää

Molemmilla menetelmillä on selkeät epäonnistumismuodot, ja hyödyllisin vertailukohta on se, missä kumpikin menetelmä lopettaa toimintansa, ei se, missä kumpikin toimii hyvin.

Näkörajoitukset

Erittäin heijastavat kaarevat pinnat tuottavat suorat heijastukset, jotka peittävät mitattavan reunan, ja yleinen ratkaisu on projisoida laserpistekuvio, jotta pinnalle syntyy tekstuuria kolmiulotteiseen mittaukseen. Terävissä kulmanmuutoksissa olevat reunat aiheuttavat puuttuvia pisteitä rekonstruoitussa pistepilvessä, mikä tarkoittaa, että terävä korkennus tai tiukka pyöristys saattaa vaatia eri näkökulmaa tai eri anturia. Kumpikaan rajoitus ei ole menetelmän vika, mutta molempia on otettava huomioon suunnittelussa.

Kiinnityslaite-rajoitukset

Kiinnike mittaa sitä, mihin se on suunniteltu. Jos piirustus muuttuu, kiinnike jää käyttökelvottomaksi tai sen uudelleenmuokkaaminen vaatii työtä. Jos esitellään uusi vaihtoehto, tarvitaan uusi kiinnike. Kun ohjelma kestää vuosia ja mallisekoitus muuttuu, kiinnikkeiden määrä kasvaa huoltokuormaksi, jolla ei ole jäljellä olevaa arvoa.

4. Sekamalliongelma

Sekamallituotannossa vertailu yleensä ratkeaa. Linja, joka valmistaa muutamaa korkeavolyyminen vaihtoehtoa, voi perustellusti käyttää erillistä kiinnikettä kullekin vaihtoehdolle. Linja, joka valmistaa kymmeniä vaihtoehtoja, joista kunkin volyymi on pienempi, ei voi: mittauslaitteiden tila kasvaa nopeammin kuin tuotantotila.

Näköpohjainen mittaus käsittelee sekamallitilanteen, koska seuraavan vaihtoehdon marginaalikustannus on insinöörityöaikaa, ei pääomaa. Tämä etu tulee ratkaisevaksi silloin, kun vaihtoehtojen luetteloa laajennetaan edelleen laitteiston tilauksen aikana, mikä on yleistä uusien energian ajoneuvojen ohjelmissa.

5. Tarkkuusbudjetti, jota kukaan ei kirjoita ylös

Molemmat menetelmät verrataan yleensä piirustuksen toleranssiin eikä niiden aiheuttamaan mittausepävarmuuteen. Ominaisuus, jonka toleranssi on ± 0,5 mm ja mittausepävarmuus 0,1 mm, kuluttaa viidesosan toleranssiväliltä ennen kuin prosessi on tehnyt mitään. Perinteinen peukalosääntö vaatii mittalaitteen epävarmuudeksi kymmenesosan toleranssista; käytännössä rakennenosien tapauksessa usein hyväksytään neljäsosa, ja erot kompensoitaa prosessikyvyn tutkimus eikä mittalaite.

Tämä on tärkeää vertailussa, koska kaksi menetelmää epäonnistuvat eri tavoin. Kiinnitin on kiinteä mittalaite: sen epävarmuus määritetään valmistusvaiheessa ja se ei muutu osan pinnan laadun mukaan, mutta sen sijoituspinnat ja kiinnitysleuat kulumia ajan myötä. Visiojärjestelmän epävarmuus riippuu pinnankarheudesta, valaistuksen vakauden ja kalibroinnista, ja se voi heikentyä hitaasti lampujen ikääntyessä. Kumpikaan ei ole automaattisesti tarkempi; molemmat vaativat huoltosuunnitelmaan kirjattavan uudelleenvarmennusvälin.

Viitepisteiden yhdenmukaisuus on yhteinen riippuvuus

Kaikki mittausmittaukset perustuvat viitepistejärjestelmään, ja molemmat menetelmät pitävät osaa määritellyssä asennossa sen määrittämiseksi. Kun viitepisteominaisuudet ovat pieniä, pyöristettyjä tai huonolaatuisia, samaa osaa mitattaessa kiinnittimellä ja visioasemalla saadut tulokset voivat poiketa toisistaan enemmän kuin tarkastettava toleranssi. Tämä ero johtuu viitepisteongelmasta, ei laitteistosta, ja sen ratkaiseminen kannattaa harkita ennen kuin kumpaakaan menetelmää ostetaan.

6. Päätöksentekojärjestys

Käytännöllinen järjestys on laskea ensin ohjattavat ominaisuudet ja vaihtoehdot, vertailla sen jälkeen kiinnityslaitteiston kustannuksia yhteen näköasemaan, tarkistaa sitten, täyttääkö tarkkuusvaatimus näköaseman kyvyt ja salliiko pinnankäsittely lainkaan optista mittausta.

Jos vastaus on lähellä, hybridiratkaisu usein voittaa: kiinnityslaite tai pieni mittalaite kahdelle tai kolmelle ominaisuudelle, jotka on tarkistettava jokaisesta osasta tuotantolinjalla, ja näköasema täydelliseen mittausauditointiin vähemmän usein. Tämä jakoa säilyttää nopean kosketusmittauksen paikallaan ilman, että jokaista vaihtoehtoa varten rakennettaisiin oma mittalaite.

Usein kysytyt kysymykset

Onko näkömittaus yhtä tarkka kuin CMM?

Niille ominaisuuksille, joita näkömittaus on suunniteltu mittaamaan, yhteensopivuus CMM:n kanssa on 0,1 mm:n sisällä, ja monikamerajärjestelmän paikannustoistettavuus on alle 0,1 mm. Se ei ole yleinen korvaus CMM:lle kaikissa ominaisuuksissa, erityisesti syvissä porauksissa ja niissä ominaisuuksissa, joita ei voida nähdä mistään kameran sijainnista.

Kuinka kauan kestää lisätä uusi vaihtoehto?

Uuden vaihtoehdon lisääminen olemassa olevaan näköasemaan on ohjelmointitehtävä, joka mitataan päivinä, ei hankintatehtävä, joka mitataan kuukausina. Laitteisto, valaistus ja kiinnikkeet pysyvät samoina, ellei uusi osa ulotu aseman ulkopuolelle.

Voiko näköjärjestelmä tarkistaa osaa, jonka pinta on erinomaisen kiiltävä?

Kyllä, mutta eri valaistusstrategialla. Laserpistekuvion heijastaminen antaa pinnalle tekoisen tekstuurin, mikä palauttaa kolmiulotteisen mittauksen. Ilman sitä heijastusliikkuu katsojan kulman mukaan, ja mittaus muuttuu epävakaaksi.

Mitä tapahtuu olemassa oleville kiinnikkeille?

Niitä käytetään yleensä kriittisissä linjan vieressä suoritettavissa tarkistuksissa ja asiakastarkastuksissa, joissa vaaditaan kosketusperustainen menetelmä. Niiden kokonaispoistaminen on harvinaista, koska kirjattu tarkastusstandardi nimittää usein mittarin.

Yhteenveto

Vertailu ei koske sitä, kumpi menetelmä on edistyneempi. Se koskee sitä, kumpi kustannuskäyrä pätee: kiinnikkeet skaalautuvat vaihtoehtojen määrän mukaan, kun taas näköjärjestelmä skaalautuu työasemien määrän mukaan. Kun vaihtoehtojen ja ominaisuuksien lukumäärä tunnetaan, vastaus saadaan laskutoimituksella eikä mieltymyksestä.

Siellä, missä kaksi menetelmää ovat lähellä toisiaan, yleensä rehellinen vastaus on hybridiratkaisu, joka myös kestää mallimuutoksen ilman että tarkastusstrategiaa täytyy hylätä.