जाँच फिक्सचर या विज़न मापन: प्रति फिक्सचर २०,००० आरएमबी, ५० मॉडल्स के लिए

अवलोकन

एक स्टैम्प्ड या कास्ट भाग का आयामी निरीक्षण आमतौर पर एक जाँच फिक्सचर के साथ किया जाता है: यह एक कठोर गेज होता है जो भाग को एक परिभाषित डेटम पर पकड़े रखता है और प्रत्येक नियंत्रित विशेषता के लिए पिन, ब्लॉक और गो/नो-गो विशेषताएँ प्रस्तुत करता है। फिक्सचर तेज़, स्पर्श संवेदनशील और उत्पादन टीमों द्वारा अच्छी तरह से समझे जाने वाले होते हैं। वे प्रति विविधता महँगे भी होते हैं, स्थायी रूप से फर्श का स्थान घेरते हैं, और जिन चीज़ों के लिए उन्हें बनाया नहीं गया है, उन्हें वे कुछ भी नहीं माप सकते।

दृष्टि मापन कैमरों का उपयोग करके और किसी संपर्क के बिना वही कार्य करता है। यह एकल भाग पर प्रत्येक विशेषता के लिए धीमा है, लेकिन एक ही हार्डवेयर को किसी नए गेज के बिना दूसरे भिन्न के लिए पुनः कार्यक्रमित किया जा सकता है। समझौता केवल पुराने बनाम नए का नहीं है; यह इस बात पर निर्भर करता है कि लाइन कितने भिन्न चलाती है, कितने लक्षणों पर नियंत्रण रखा जाता है, और सटीकता की आवश्यकता प्रक्रिया द्वारा बनाए रखे जा सकने वाले स्तर की तुलना में कैसी है।

बिग बर्ड इंडस्ट्रियल (पूर्व में शिमाडा बिग बर्ड इंडस्ट्रियल) २००१ से ऑटोमोटिव पावरट्रेन घटकों के सफाई और डिबरिंग प्रणालियाँ बना रही है, और यहाँ मापन पर चर्चा में उत्पादन विनिर्देशों में दिखाई देने वाली ही संख्याओं का उपयोग किया गया है, प्रयोगशाला तुलनाओं के बजाय।

१. एक जाँच फिक्सचर की वास्तविक लागत क्या है

एक ऑटोमोटिव स्ट्रक्चरल पार्ट के लिए एकल चेकिंग फिक्सचर की कीमत आमतौर पर २०,००० से २,००,००० आरएमबी के बीच होती है, जो इसकी सुविधाओं की संख्या, डेटम योजना और स्वयं गेज की निर्माण सहिष्णुता पर निर्भर करती है। यह राशि प्रति वैरिएंट है। अतः कई सौ वैरिएंटों को शामिल करने वाले कार्यक्रम की फिक्सचर लागत मॉडल की संख्या के साथ रैखिक रूप से बढ़ती है।

जो लागत कोटेशन पर प्रकट नहीं होती है

प्रत्येक फिक्सचर के लिए एक भंडारण स्थान और एक कार्य क्षेत्र भी आवश्यक होता है। एक बड़ा स्ट्रक्चरल फिक्सचर तीन मीटर द्वारा तीन मीटर या उससे अधिक के क्षेत्रफल को घेर सकता है, और सैकड़ों फिक्सचर चलाने वाले संयंत्र को नियंत्रित तापमान वाले समर्पित गेज कमरे की आवश्यकता होती है। दोहराए जाने वाले खर्च में स्थान, हैंडलिंग और आवधिक पुनः प्रमाणन शामिल हैं, न कि क्रय मूल्य; और यह खर्च कार्यक्रम के पूरे जीवनकाल तक जारी रहता है।

जहाँ फिक्सचर अभी भी सही उत्तर हैं

फिक्सचर्स तब मजबूत होते हैं जब विशेषता स्पर्शनीय होती है, जब निरीक्षण ऑपरेटर द्वारा लाइन के किनारे किया जाता है, और जब विविधताओं की संख्या छोटी और स्थिर होती है। एक ऑपरेटर द्वारा कुछ सेकंड में लोड किया जा सकने वाला गो/नो-गो गेज अभी भी उच्च-मात्रा वाले भाग पर कुछ महत्वपूर्ण विशेषताओं की पुष्टि करने का सबसे कुशल तरीका है।

2. विज़न मापन की वास्तविक लागत क्या है

एक बहु-कैमरा विज़न स्टेशन की खरीद की लागत एक फिक्सचर की तुलना में अधिक होती है, लेकिन जब विविधताओं की संख्या एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो यह उन फिक्सचर्स के सेट की तुलना में कम लागत वाली होती है जिनका यह प्रतिस्थापन करता है। आर्थिक लाभ इस अनुपात पर निर्भर करता है, न कि किसी भी विकल्प की निरपेक्ष कीमत पर।

प्रति स्टेशन कवरेज

एकल दृष्टि प्रणाली को ५० से ८० वाहन भिन्नताओं के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है, क्योंकि भिन्नता बदलना केवल एक अलग निरीक्षण रेसिपी लोड करने का मामला है और, जहाँ आवश्यक हो, एक अलग फिक्सचर नेस्ट का उपयोग करना। हार्डवेयर में कोई परिवर्तन नहीं होता है। यह गुण ही तुलना को गैर-रैखिक बनाता है: फिक्सचर लागत मॉडल संख्या के साथ बढ़ती है, जबकि दृष्टि लागत स्टेशनों की संख्या के साथ बढ़ती है।

प्रति विशेषता गति

एक स्थिर बहु-कैमरा प्रणाली ३० सेकंड में लगभग १०० विशेषता बिंदुओं को माप सकती है, क्योंकि सभी कैमराओं का एक साथ एक्सपोज़र होता है और किसी भी यांत्रिक उपकरण को विशेषताओं के बीच स्थानांतरित करने की आवश्यकता नहीं होती है। एक रोबोट द्वारा सेंसर को पुनः स्थित करने वाली दो-कैमरा विन्यास धीमी है, जो प्रति बिंदु लगभग तीन सेकंड के क्रम की होती है। यह अंतर एक कारण है कि जहाँ साइकिल समय कड़ा होता है, वहाँ स्थिर बहु-कैमरा विन्यास प्रभुत्वशाली होते हैं।

3. प्रत्येक विधि कहाँ तक सीमित होती है

दोनों विधियों के स्पष्ट विफलता मोड हैं, और उपयोगी तुलना यह है कि प्रत्येक कहाँ तक काम करना बंद कर देती है, न कि यह कहाँ अच्छा प्रदर्शन करती है।

दृष्टि सीमाएँ

अत्यधिक परावर्तक वक्र सतहें विशिष्ट प्रकाश-चमक (स्पेकुलर हाइलाइट्स) वापस करती हैं, जो मापी जा रही किनारे को छुपा देती हैं; और सामान्य उपाय एक लेज़र स्पेकल पैटर्न को प्रोजेक्ट करना होता है, ताकि सतह पर टेक्सचर बन जाए और ट्राइएंगुलेशन संभव हो सके। अचानक कोण परिवर्तन वाली किनारों से पुनर्निर्मित बिंदु-बादल में लुप्त बिंदु उत्पन्न होते हैं, जिसका अर्थ है कि एक तीव्र ऊर्ध्वाधर किनारा या एक संकरी फिलेट के लिए भिन्न दृश्य कोण या भिन्न सेंसर की आवश्यकता हो सकती है। इनमें से कोई भी सीमा इस विधि की कोई कमी नहीं है, परंतु दोनों को डिज़ाइन के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए।

फिक्सचर की सीमाएँ

एक फिक्सचर वही मापता है जिसके लिए उसे बनाया गया है। यदि ड्रॉइंग में परिवर्तन किया जाता है, तो गेज को नष्ट कर दिया जाता है या उसका पुनर्निर्माण करना पड़ता है। यदि कोई नया वेरिएंट पेश किया जाता है, तो एक नए फिक्सचर की आवश्यकता होती है। जब कोई कार्यक्रम वर्षों तक चलता है और मॉडल मिश्रण में परिवर्तन होता है, तो फिक्सचरों की संख्या रखरखाव का बोझ बन जाती है, जिसका कोई अवशेष मूल्य नहीं होता।

४. मिश्रित-मॉडल समस्या

मिश्रित-मॉडल उत्पादन वह स्थिति है जहाँ तुलना आमतौर पर समाप्त हो जाती है। कुछ उच्च-आयतन वेरिएंट्स के साथ चलने वाली एक लाइन प्रत्येक वेरिएंट के लिए एक फिक्सचर का औचित्य सिद्ध कर सकती है। जबकि कम आयतन के दसियों वेरिएंट्स के साथ चलने वाली लाइन ऐसा नहीं कर सकती: गेज रूम का आकार उत्पादन क्षेत्र की तुलना में तेज़ी से बढ़ता है।

विज़न मिश्रित स्थिति को संभालता है, क्योंकि अगले वेरिएंट की सीमांत लागत इंजीनियरिंग समय होती है, पूंजी नहीं। यह लाभ तब निर्णायक हो जाता है जब उपकरण ऑर्डर किए जाने के समय वेरिएंट की सूची अभी भी बढ़ रही होती है, जो नए ऊर्जा वाहन कार्यक्रमों में आम बात है।

५. वह सटीकता बजट जिसे कोई लिखता नहीं है

दोनों विधियों की तुलना सामान्यतः मापन अनिश्चितता के बजाय ड्रॉइंग सहिष्णुता के साथ की जाती है। 0.5 मिमी की सहिष्णुता और 0.1 मिमी की मापन अनिश्चितता वाले एक लक्षण के लिए, प्रक्रिया द्वारा कुछ भी किए बिना ही सहिष्णुता बैंड का पाँचवाँ हिस्सा उपयोग में लिया जा चुका होता है। पारंपरिक अंगूठे के नियम के अनुसार, सहिष्णुता का दसवाँ हिस्सा गेज अनिश्चितता के लिए आवश्यक होता है; व्यवहार में, संरचनात्मक भागों के लिए यह अक्सर चौथाई हिस्सा होता है और इस अंतर को गेज के बजाय प्रक्रिया क्षमता अध्ययन द्वारा समायोजित किया जाता है।

यह तुलना में महत्वपूर्ण है क्योंकि दोनों विधियाँ अलग-अलग तरीके से विफल होती हैं। एक फिक्सचर एक कठोर मापक है: इसकी अनिश्चितता निर्माण के समय निश्चित हो जाती है और भाग की सतह की स्थिति के साथ विचलित नहीं होती, लेकिन यह स्थान निर्धारण पिनों और क्लैम्पों पर क्षरण के कारण क्षीण हो सकती है। एक दृष्टि प्रणाली की अनिश्चितता सतह के रूपांतरण, प्रकाश की स्थिरता और कैलिब्रेशन पर निर्भर करती है, और जैसे-जैसे लैंप पुराने होते हैं, यह धीरे-धीरे कमजोर हो सकती है। कोई भी विधि स्वतः अधिक सटीक नहीं है; दोनों के लिए रखरखाव योजना में पुनः प्रमाणन अंतराल को निर्दिष्ट करना आवश्यक है।

डेटम संगतता साझा आश्रितता है

प्रत्येक आयामी निरीक्षण डेटम योजना पर निर्भर करता है, और दोनों विधियाँ भाग को एक परिभाषित अभिविन्यास में पकड़कर उसे स्थापित करती हैं। जहाँ डेटम विशेषताएँ छोटी, गोल या खराब रूप से निर्मित होती हैं, एक ही भाग को फिक्सचर और दृष्टि स्टेशन दोनों पर मापने पर परीक्षण की जा रही सहिष्णुता से अधिक अंतर हो सकता है। यह असहमति एक डेटम समस्या है, न कि कोई हार्डवेयर समस्या, और इसे किसी भी विधि को खरीदने से पहले हल करना उचित है।

६. एक निर्णय अनुक्रम

व्यावहारिक क्रम यह है कि पहले नियंत्रित विशेषताओं और विविधताओं की गिनती की जाए, फिर फिक्सचर सेट की लागत की तुलना एक विज़न स्टेशन की लागत से की जाए, और अंत में यह जाँच की जाए कि सटीकता की आवश्यकता विज़न क्षमता के भीतर है या नहीं और क्या सतह का रूपांतरण सामान्य रूप से प्रकाशिक मापन की अनुमति देता है।

यदि उत्तर लगभग सही है, तो अक्सर संकर व्यवस्था सफल होती है: लाइन साइड पर प्रत्येक भाग के लिए दो या तीन विशेषताओं की जाँच के लिए एक फिक्सचर या छोटा गेज, और कम आवृत्ति पर पूर्ण आयामी ऑडिट के लिए एक विज़न स्टेशन। यह विभाजन तीव्र स्पर्श-आधारित जाँच को उसी स्थान पर रखता है जहाँ यह होनी चाहिए, बिना प्रत्येक विविधता के लिए अलग से गेज बनाए बिना।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या विज़न मापन एक सीएमएम के समान सटीक है?

उन विशेषताओं के लिए जिनके लिए विज़न को डिज़ाइन किया गया है, सीएमएम के साथ सहमति ०.१ मिमी के भीतर है, और बहु-कैमरा प्रणाली पर स्थिति दोहराव क्षमता ०.१ मिमी से कम है। यह प्रत्येक विशेषता के लिए सीएमएम का सामान्य प्रतिस्थापन नहीं है, विशेष रूप से गहरे बोर और उन विशेषताओं के लिए जिन्हें किसी भी कैमरा स्थिति से देखा नहीं जा सकता।

एक नया वैरिएंट जोड़ने में कितना समय लगता है?

मौजूदा विज़न स्टेशन में एक वैरिएंट जोड़ना दिनों में मापा जाने वाला एक प्रोग्रामिंग कार्य है, महीनों में मापा जाने वाला एक खरीद कार्य नहीं। हार्डवेयर, प्रकाश और फिक्सचर्स वैसे ही रहते हैं, जब तक कि नया भाग स्टेशन के आकार के बाहर न हो।

क्या विज़न एक अत्यधिक पॉलिश किए गए सतह वाले भाग का निरीक्षण कर सकता है?

हाँ, एक अलग प्रकाश रणनीति के साथ। एक लेज़र स्पेकल पैटर्न को प्रोजेक्ट करने से सतह पर कृत्रिम टेक्सचर बन जाता है, जो ट्राइएंगुलेशन को पुनर्स्थापित कर देता है। इसके बिना, हाइलाइट दृश्य कोण के साथ स्थानांतरित हो जाता है और माप अस्थिर हो जाता है।

मौजूदा फिक्सचर्स का क्या होता है?

वे आमतौर पर महत्वपूर्ण लाइन-साइड जाँचों और उन ग्राहक ऑडिट्स के लिए रखे जाते हैं जो स्पर्श-आधारित विधि को निर्दिष्ट करती हैं। उन्हें पूरी तरह से बंद करना दुर्लभ है, क्योंकि एक लिखित निरीक्षण मानक अक्सर गेज का नाम देता है।

निष्कर्ष

तुलना यह नहीं है कि कौन-सी विधि अधिक उन्नत है। यह तो यह है कि कौन-सा लागत वक्र लागू होता है: फ़िक्सचर्स की संख्या विविधताओं की संख्या के साथ बढ़ती है, जबकि दृष्टि (विज़न) की संख्या स्टेशनों की संख्या के साथ बढ़ती है। एक बार जब विविधताओं की संख्या और विशेषताओं की संख्या ज्ञात हो जाती है, तो उत्तर अंकगणितीय होता है, न कि पसंद का।

जहाँ दोनों एक-दूसरे के करीब होते हैं, एक संकर (हाइब्रिड) लेआउट आमतौर पर सच्चा उत्तर होता है, और यही वह लेआउट है जो मॉडल परिवर्तन के बाद भी निरीक्षण रणनीति को बिना फेंके बचा लेता है।