Dieselmoottorin lohkon reiän tarkastusjärjestelmä: Sisäisen reiän pinnan laadun automaattinen tarkastus

Yleiskatsaus

Dieselmoottorin kotelot sisältävät useita syviä ja kapeita reikiä, joita on vaikea tarkastaa manuaalisesti. Naarmut, ilmakuplat, iskuvauriot ja muut sisäpinnan viat voivat vaikuttaa komponentin laatuun ja myöhempään moottorin kokoonpanoon.

Dieselmoottorin kotelon reiän tarkastusjärjestelmä on suunniteltu automatisoituun, kontaktittomaan sisäpinnan reiän tarkastukseen. Julkaistujen määritelmien mukaan se pystyy havaitsemaan yli 0,2 mm:n kokoisia vikaprofiileja, ja ilmoitettu havaitsemistarkkuus on 99 %. Tarkastusaika on noin 2,5–10 sekuntia reikää kohden riippuen reiän koosta. Järjestelmä tukee reikä halkaisijoita φ4 mm–φ100 mm, ja tarkastussyvyys on säädettävissä, yleensä alle 200 mm.

Avainsanat: dieselmotorin kotelon tarkastus, kotelon sisäpinnan tarkastus, sisäisen reiän vikojen havaitseminen, kontaktiton tarkastus, reiän tarkastusjärjestelmä, Big Bird Industrial

1. Miksi dieselmotorin kotelon reiät ovat vaikeita tarkastaa?

Monien henkilöautojen moottorikoteloita verrattuna dieselmotorin kotelo on usein raskaampi ja sen reiät ovat pidempiä, syvempiä ja monimutkaisempia. Valu- ja koneistusprosessit voivat myös jättää epäpuhtauksia tai aiheuttaa pinnan vikoja, joita ei voida havaita pelkästään visuaalisella tarkastuksella.

Tyypillisiä reiän ominaisuuksia ovat:

• Päälaakerireiät

• Kammiakselin aukot

• Sylinterilinkoreiät

• Pääöljykanavat

• Ruuvireiät ja prosessireiät

Nämä reiät vaihtelevat huomattavasti halkaisijaltaan ja syvyydeltään, mikä tekee yhden tarkastusmenetelmän käytöstä kaikkiin paikkoihin vaikeaa.

Dieselmoottorikannet valmistetaan yleensä valurautaa. Koneistuksen jälkeen sisäpintojen pinnalle saattaa jäädä löysää muotihiekkaa, grafiittijauhetta ja muita jäämiä. Niiden tumma väri ja epäsäännöllinen muoto voivat muistuttaa todellisia pintavikoja, kuten ilmakuplia tai paikallisesti aiheutunutta vahinkoa, mikä lisää virheellisen arvioinnin riskiä manuaalisessa tarkastuksessa.

Työkappaleen koko ja paino aiheuttavat lisähaasteita. Raskaan moottorikannen siirtäminen ja uudelleenasentaminen toistuvaa boreskooppitarkastusta varten vie aikaa ja voi aiheuttaa lisäkäsittelyriskejä. Automaattinen boreskooppitarkastusjärjestelmä voi auttaa standardisoimaan tarkastusprosessin ja vähentämään riippuvuutta manuaalisesta visuaalisesta arviosta.

2. Tarkastusratkaisu: Laserpohjainen tarkastus laajalle porausläpimitoille

Dieselmoottorikannen porausläpimitarkastusjärjestelmä on suunniteltu tunnistamaan sisäpintojen viat, kuten naarmut, ilmakuplat ja iskuvammat.

Julkaistujen tuotetietojen mukaan järjestelmä tarjoaa seuraavat ominaisuudet:

• Virheiden havaitseminen: Tunnistaa viallisia profiileja, joiden koko on yli 0,2 mm.

• Ilmoitettu tunnistustarkkuus: 99 %, kuten julkaistuissa tuotetiedoissa ilmoitetaan.

• Koskematon tarkastus: Tarkastaa reiän pinnan ilman suoraa kontaktia tarkastusmenetelmän ja tarkastettavan pinnan välillä.

• Automaattinen OK/virhe-päätös: Käyttää määritettyjä vian hyväksymiskriteerejä luokitellakseen tarkastustulokset.

• Laserpohjainen tunnistus: Valaisee työkappaleen laservalolla ja tallentaa heijastuneen valon tarkastusta varten, mikä auttaa vähentämään herkkyyttä ympäröivälle valaistukselle.

• Tarkastustietojen tallentaminen: Säilyttää vian tiedot laadun analysointia ja valmistusprosessin parantamista varten.

Tuettu reiän halkaisijan alue on φ4–φ100 mm. Tarkastussyvyys on mukautettavissa ja yleensä alle 200 mm. Reiän koon ja tarkastusolosuhteiden mukaan tarkastusaika on noin 2,5–10 sekuntia kohdereiää kohden.

Ohjausarkkitehtuuri yhdistää PLC:n teollisuusPC:n kanssa, mikä mahdollistaa laitteiston ohjauksen ja tarkastustietojen käsittelyn.

Todellista suorituskykyä on validoitava työkappaleen geometrian, vian tyypin, hyväksyntäkriteerien ja tuotanto-olosuhteiden perusteella. Julkaistua havaitsemisraja-arvoa ja tarkkuutta ei tule tulkita takuuna kaikille vian tyypeille tai reiän konfiguraatioille.

3. Tekniset tiedot

Seuraavat tekniset tiedot perustuvat julkisesti saatavilla olevaan tuotetietoon.

Tärkeää: Luku 99 % on tuotetiedoissa ilmoitettu tarkkuus. Tuotantolinjan hyväksynnän yhteydessä varmista tarkkuuden määritelmä, testattujen viallisten näytteiden luonne, väärän hyväksynnän ja väärän hylkäyksen osuudet sekä validointiehdot toimittajan kanssa.

4. Tärkeimmät huomioitavat seikat poraustarkastusjärjestelmän valinnassa

4.1 Ryhmittele porausten halkaisijat ja valitse sopivat tarkastusprobit

Dieselmoottorin lohkot voivat sisältää porauksia, joiden halkaisijat ja geometriat eroavat merkittävästi toisistaan. Yksi proba ei välttämättä sovellu kaikkiin porauksiin.

Järjestelmän suunnittelun aikana luokitellaan poraukset halkaisijan, syvyyden ja sisäisen geometrian perusteella. Selvitettävä, vaativatko eri kokoiset tarkastusprobes tai säädettävä optinen konfiguraatio erityistä huomiota. Lopullinen konfiguraatio perustuu todelliseen porausjärjestelyyn ja tarkastusvaatimuksiin.

4.2 Hallita löysien valumahiekan ja koneistusjätteiden poisto ennen tarkastusta

Löysä valumahiekka ja koneistusjätteet voivat häiritä tarkastustuloksia, erityisesti jos niiden ulkonäkö muistuttaa todellisia pinnan virheitä.

Ilmapuhallus tai puhdistus ennen tarkastusta on yleinen prosessiharkinta. Tarvittaessa määritellään yhtenäinen ennen tarkastusta suoritettava puhdistusmenettely ja vahvistetaan järjestelmä käyttämällä työkappaleita, jotka edustavat todellisia tuotanto-olosuhteita.

Tarkastusalgoritmin ja hyväksyntäkriteerien tulee erottaa poistettavat kontaminantit ja porauksen pinnan virheet, niin pitkälle kuin vahvistettu tunnistusmenetelmä sallii.

4.3 Suunnitella työkappaleen lataus, asettelu ja tuotantotakti

Koska dieselmoottorin kotelot ovat painavia, latausmenetelmä, sijoitustarkkuus ja kiinnityslaitteen suunnittelu tulisi ottaa huomioon varhaisessa projektivaiheessa.

Tarkastusaika voi kasvaa nopeasti, kun useita rei’itä on tarkastettava. Jos kotelon tarkastukseen vaaditaan kymmeniä reikäpaikkoja, kokonaistarkastusaika voi venyä useiksi minuuteiksi riippuen reikien määrästä ja toimintojen järjestyksestä.

Mahdollisia lähestymistapoja ovat kriittisten toiminnallisten reikien tarkastus, rinnakkainen tarkastus, jos teknisesti mahdollista, tai tarkastusjärjestelmän sijoittaminen erilliseen asemaan päätuotantotahtia ulkopuolelle. Paras lähestymistapa riippuu laatuvaatimuksista, tuotantomäärästä ja saatavilla olevasta tilasta.

4.4 Arvioi tarkastusnokan saavutettavuus, kulumisominaisuudet ja huolto

Syväreikätarkastukseen vaaditaan riittävä tarkastusnokan liikealue ja sopiva suojaus törmäykseltä tai vauriolta. Nokan on päästävä vaadittuun tarkastusalueeseen säilyttäen samalla tarvittavat tunnistusolosuhteet.

Pitkäaikaisen käytön varmistamiseksi arvioidaan tarkastusprobesiin liittyvää kulumista, vaihtovälejä, kalibrointi- tai tarkistustarpeita sekä huoltokustannuksia. Nämä tekijät voivat vaikuttaa laitteiston saatavuuteen ja kokonaishuoltokustannuksiin pitkällä aikavälillä.

4.5 Vahvista suorituskyky edustavien vianäytteiden avulla

Lopullisen hyväksynnän ennen valmistetaan näytteitä, jotka edustavat todellisia tuotanto-olosuhteita, mukaan lukien tunnetut pinnanvikat ja tyypilliset kontaminantit.

Vahvistuksen tulisi kattaa:

• Voivatko vaaditut vikatyypit ja -koot havaita

• Vaikuttavatko erilaiset reiän geometriat tarkastuksen suorituskykyyn

• Miten väärät hyväksynnät ja väärät hylkäykset määritellään ja mitataan

• Toistuvatko tarkastustulokset

• Voidaanko vikojen sijainnit ja tyypit jäljittää yksittäisiin reiän paikkoihin

Hyvin määritelty vahvistussuunnitelma auttaa määrittämään käytännöllisiä hyväksyntäkriteerejä eikä luottamaan pelkästään esimerkiksi havaintatarkkuuden yleisluvun.

5. Big Bird Industrialin koneellisen näkemisen tarkastuskyvyt

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. (Big Bird Industrial), aiemmin Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., tarjoaa kokonaisvaltaisia ratkaisuja tarkkaan teolliseen puhdistukseen ja koneelliseen näkemisen tarkastukseen.

Sen koneellisen näkemisen tuotevalikoima kattaa kuusi tuotesarjaa:

• Orient See: Geometristen mittojen ja sijainnin tarkastus

• Surface See: Pintavikojen tarkastus

• Assembly See: Kokoonpanon vahvistus ja tuotantolinjan lopussa tapahtuva virheentorjunta

• Inner See: Sisäisten reikien ja onteloiden tarkastus

• Knight See: Maalin pinnan virheiden tarkastus

• Mou See: Ohjelmistosalgoritmit ja tarkastusalustat

Inner See -sarja keskittyy sisäisten reikien tarkastukseen, mukaan lukien vaikeapääsyiset tai suoraan tarkastettavat alueet. Dieselmoottorin lohkon valmistuksessa reikätarkastus voidaan suunnitella yhdessä edellä olevien pesuoperaatioiden kanssa, mikä auttaa vähentämään lisäkäsittelyä ja tukee yhtenäisempiä laaduntarkastuksia.

Siellä, missä tuotantoprosessi vaatii sekä pesua että tarkastusta, laitteiston sijoittelua ja siirtosekvenssiä voidaan suunnitella työkappaleen, tarkastuskattauksen, kiertoaikatavoitteen ja tehdasautomaation vaatimusten perusteella.

Usein kysytyt kysymykset

Kysymys 1. Voiko muottihiekkaa, joka on jäänyt reikään, luokitella virheeksi?

Loose muottihiekka on yleinen tarkastushäiriötekijä valurautaisissa komponenteissa. Sen epäsäännöllinen, tumma ulkonäkö voi muistuttaa tiettyjä pinnan virheitä.

Yleisesti otetaan huomioon kaksi toimenpidettä: löysien jäämien poistaminen ilmapuhalluksella tai puhdistamalla ennen tarkastusta sekä tarkastuskriteerien validointi edustavien näytteiden avulla. Järjestelmän kyky erottaa kontaminaatiot todellisista vioista riippuu tunnistusmenetelmästä, vian ominaisuuksista ja validoidusta algoritmin konfiguraatiosta.

K2. Riittääkö yksi tutka putkien halkaisijoille välillä φ4 mm–φ100 mm?

Ei välttämättä. Pienelle putkelle sopiva tutka ei välttämättä tarjoa tehokkainta kattavuutta huomattavasti suuremmalle putkelle, kun taas suurempi tutka ei mahdu kapeisiin kulkutieihin.

Käytännön konfiguraatio tulisi määrittää ryhmittelemällä putkien halkaisijat ja tarkastelemalla niiden syvyyttä, muotoa, saavutettavuutta ja vaadittua tarkastuskattavuutta. Tarvittaessa voidaan harkita useita eri kokoisia tutkia tai säädettävää optista konfiguraatiota.

K3. Tekeekö tarkastusaika 2,5–10 sekuntia kohti putkea kokonaissyklyn liian pitkäksi?

Kyllä, riippuen tarkistettavien reikien määrästä. Kokonaistarkastusaika riippuu tarkastuspaikkojen lukumäärästä, tarkastusjärjestyksestä, tarkastusanturin liikkeestä, lastauksesta ja sijoittelusta sekä mahdollisista rinnakkaisoperaatioista.

Mahdollisia ratkaisuja ovat kriittisten toiminnallisten reikien tarkistamisen priorisoiminen, rinnakkaisen tarkistuksen arviointi tai tarkistuksen järjestäminen erilliseen tarkistusasemaan. Suositellaan sykliaikatutkimusta käyttäen todellista reikäluetteloa ennen lopullisen konfiguraation valintaa.

K4. Voiko järjestelmä tunnistaa vian tarkan sijainnin?

Julkaistussa tuotetiedossa ilmoitetaan, että vian tiedot voidaan säilyttää laatuanalyysiä varten. Tarkan sijainnin tiedot, vian luokittelu ja raportointimuoto on vahvistettava teknisessä arvioinnissa.

Prosessiparannuksen tueksi sijaintipohjaiset tallenteet voivat auttaa tunnistamaan toistuvia ongelmakohtia ja tukea valugos-, koneistus- tai käsittelyprosessien tutkimista edellisessä vaiheessa.

Yhteenveto

Automaattinen dieselmoottorin lohkon reiän tarkastus auttaa ratkaisemaan haasteet, jotka liittyvät syvien, kapeiden ja vaihtelevien sisäpintojen tarkastukseen. Laserpohjainen, koskematon menetelmä voi tukea yhtenäisempää reiän pinnan vikojen havaitsemista samalla kun se vähentää riippuvuutta manuaalisesta tarkastuksesta.

Valittaessa järjestelmää valmistajien tulisi arvioida reiän geometriaa, tarkastusprofiilin asettelua, ennen tarkastusta tehtävää puhdistusta, kokonaistuotantotahtia, huoltovaatimuksia ja suorituskyvyn validointia. Lopulliset hyväksyntäkriteerit tulisi perustaa edustavien työkappaleiden ja sovittujen testiolosuhteiden varaan.

Big Bird Industrial, entinen Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., tarjoaa teollisia puhdistus- ja koneellisia näkötarkastusratkaisuja auto- ja tarkkuustuotantosovelluksiin. Dieselmoottorin lohkon tarkastushankkeissa tarkastuksen laajuus ja järjestelmän konfiguraatio tulisi sovittaa todelliseen reiän asettelun, vikavaatimusten ja tuotantolinjan tavoitteiden mukaan.