Motorházblokk felületek: lyukak, megmunkálási nyomok és forgácsok egyetlen ellenőrzési folyamatban

Áttekintés

Egy motorháztető a megmunkálás után háromféle hibával hagyja el a gyártósort: lyukak, amelyeknek ott kellene lenniük, de nincsenek; felületek, amelyeknek simának kellene lenniük, de nem azok; és forgácsok, amelyeket le kellett volna mosni, de nem történt meg. Mindegyik hibának más-más következménye van, és mindegyikhez más-más képalkotási módszer szükséges, mégis általában egyetlen helyen ellenőrzik őket.

A Big Bird Industrial (korábban Shimada Big Bird Industrial) 2001 óta fejleszt és gyárt tisztító és ellenőrző rendszereket motorháztetőkhöz. Ebben a cikkben azt vizsgáljuk, miért nem használható ugyanaz a megvilágítás mindhárom probléma esetén, hogyan befolyásolja a szakaszolási döntés a ciklusidőt, és mit kell tartalmaznia egy felületellenőrző állomás elfogadási kritériumának.

A közös gondolat az, hogy egy motorháztető felülete nem egyetlen ellenőrzési feladat, hanem egy olyan feladatkészlet, amelyek véletlenül ugyanazon öntvényen helyezkednek el.

1. Hiányzó és felesleges lyukak

A lyuk-ellenőrzés egy jelenlét- és pozícióprobléma, és a három közül a legegyszerűbb jól megoldani. Egy hátulról világított körvonal vagy egy koaxiális elülső fény tiszta élt eredményez, és egy klasszikus detektor összehasonlítja a mintát a változat sablonjával.

A nehézség nem a detektálásban rejlik; hanem a változatkezelésben. Egy blokkcsalád ugyanazzal az öntéssel rendelkezhet különböző fúrásmintákkal, és egy változatra készített sablon hamis lyukakat jelezhet egy másik változatnál. A munkaállomásnak ismernie kell a változatot, mielőtt összehasonlítana – ez azt jelenti, hogy az azonosítás az ellenőrzés előtt történik, nem mellette.

Egy második nehézség a részben eltakart lyuk: egy forgács vagy egy csiszolási nyom a peremen finoman megváltoztatja a körvonalat, és jelen lévő lyukat hiányzónak látszatja. A klasszifikátor képesnek kell lennie arra, hogy megkülönböztesse a hiányzó lyukat az eltakarttól, mert a korrekciós intézkedés különböző.

2. Megmunkálási nyomok és felületi hibák

Egy megmunkált felület természetes textúrával rendelkezik: szerszámképek, előtolási minta, enyhe színváltozás a hűtőfolyadéktól. A hibák ezen textúrától való eltérések, és az eltérés gyakran kis kontrasztú, de nagy méretű.

A ferde beesésű fény a szokásos megoldás, mert a felületi topográfiát kontrasztba változtatja. Egy karcolás az egyik szélén fényt fog, a másikon árnyékot vet; egy bemélyedés az egyik oldalán árnyékot mutat. A szórt fény mindkettőt kiegyenlíti, és a hibát majdnem láthatatlanná teszi.

A második szokásos megoldás egy második nézőpont. Egy hiba, amely közvetlenül felülről nem látható, 30 fokos szögből nyilvánvaló lehet, és egy olyan állomás, amely kizárólag függőlegesen néz lefelé, vakfoltot hagy, amelyet egyetlen modell sem tud ellensúlyozni.

3. Forgácsok: A tisztítási felület

A forgácsok egy megmunkált felületen tisztítási hibák, nem megmunkálási hibák, és a leggyakoribb találat egy blokkláncon. Ugyanakkor ezek a találatok a leginkább hajlamosak téves osztályozásra, mert egy forgács és egy bemélyedés hasonló méretű és hasonló kontrasztú.

A megbízható megkülönböztető jellemző a magasság. Egy csip a felület felett helyezkedik el, egy bemélyedés pedig alatta. Egyetlen 2D-s kép nem képes elkülöníteni őket, ezért a csip-detektálásnak vagy alacsony szögben beeső fényre van szüksége, amely árnyékot vetít a csip mögé, vagy 3D-s mérésre, amely jelzi a eltérés irányát.

A másik megkülönböztető jellemző a helyzet. A csipek zsebekben, lyukperemeknél és az elválasztási vonal mentén gyűlnek össze; a bemélyedések ott keletkeznek, ahol valami ütött a felületbe. Egy olyan osztályozó, amely a pozíciót is használja jellemzőként, jobban teljesít, mint az, amely kizárólag a megjelenés alapján dönt.

Egy folyamatspecifikus megjegyzés is érdemes: a csip-detektálás az ellenőrzés során késői jelzést ad. Ha a munkaállomás rendszeresen ugyanott talál csipeket, akkor a hiba a mosóban keletkezik – általában egy elmozdult fúvóka vagy egy olyan rögzítőelem, amely leárnyékol egy zsebet.

4. Egyetlen áthaladás vagy több

A kísértés az, hogy egyetlen állomást építsenek, amely minden funkciót egyetlen nézetben lát el. Gyakorlatban egy blokknak legalább három nézeti típusra van szüksége: felülnézet a fedélzeti felülethez, oldalnézet a oldalfelületekhez és döntött nézet a zsebekhez és peremekhez.

Négy nézet egy alkatrészen – ez normális. A tervezési kérdés az, hogy ez négy rögzített kamera, egy robot négy állásponttal, vagy egy keverék. A rögzített kamerák gyorsabbak, de kevésbé rugalmasak; a robot épp ellenkezőleg. A legtöbb blokkláncon a fedélzeti felületre rögzített kamerákat, míg az oldalakhoz és zsebekhez robotot használnak.

5. Elfogadási kritériumok és a kihagyás aránya

Egy felületvizsgálati állomást a kihagyások alapján ítélnek meg, nem a detektálások alapján. Ezért a specifikációt olyan hibahalmazra kell alapozni, amely valós kihagyásokat is tartalmaz, nem csupán szintetikus példákat.

Az osztályonkénti számok a lényegesek. Egy állomás, amely minden karcolást észlel, de csak a csippek felét, problémát jelez a csippekkel kapcsolatban, és egyetlen összesített pontossági érték elrejti ezt.

6. A tisztítási ciklus

A felületvizsgálat zárja le a hurkot a tisztítással oly módon, ahogyan a méretellenőrzés nem teszi. A vizsgálat során talált csippek közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak a mosóról: mely fúvókák működnek, mely zsebek vannak védve, illetve hogy a szűrőrendszer túlterhelődik-e.

Ez a vizsgálati adatokat hasznosabbá teszi a „megfelel” és „nem megfelel” értékeken túl. A csiplok helyzetének heti térképe, amelyet a blokk pozíciója szerint csoportosítanak, pontosan rámutat az adott fúvókára vagy rögzítőelemre, amely felelős érte. Azok a munkaállomások, amelyek pozíciókat, nem pedig számokat rögzítenek, ezt automatikusan kapják; azok a munkaállomások, amelyek csak elutasítási arányt rögzítenek, nem.

7. Nedves és száraz alkatrészek

Egy olyan blokk, amely nedvesen érkezik a vizsgálatra, másképp viselkedik, mint egy kiszáradt blokk. Egy vízréteg megváltoztatja a kontrasztot, kitölti a karcolásokat, és egy csiplet úgy mutat, mintha elszíneződés lenne. Ugyanaz a küszöbérték, amely száraz blokkon jól működik, nedves blokkon hamis elutasításokat eredményez.

Két őszinte megoldás létezik. Vagy az alkatrészt szárítják a vizsgálat előtt – ez energia- és időigényes, de stabilizálja a képet –, vagy a vizsgálatot úgy tervezik, hogy nedves felületre is alkalmas legyen, saját küszöbértékekkel és saját alapképekkel. A kettő keverése egyetlen receptben hiba.

Gyakorlatban a legtöbb sor a szárítás után végez ellenőrzést, mert ekkor a maradék- és a felületkérdés is ugyanabban az állapotban válaszolható meg. A nedves állapotban ellenőrző sorok ezt a kezelési lépés megtakarítása érdekében teszik, de a besoroló algoritmus finomhangolásával fizetnek érte.

8. Az állomás ellenőrzése

Egy felületi állomást beültetett hibákkal ellenőriznek, és a beültetésnek fizikainak kell lennie. A vetített vagy szintetikus hibák az algoritmust tesztelik, nem az optikát, a megvilágítást vagy a rögzítőberendezést, pedig épp ezekben a három területen fordulnak elő a valódi hibák.

Egy működőképes protokoll egy olyan alkatrész-készletet használ, amelyek ismert hibákat tartalmaznak ismert pozíciókban, és ezeket a készleteket ismétlődően ciklusba állítják a műszakok során, az eredményeket hibatípusonként és a blokkon belüli pozíció szerint jelentik. Az ismétlés fontos, mert a figyelemre méltó hibák időszakosak: például egy visszaverődés, amely csak egy bizonyos szögből látszik, vagy egy árnyék, amely attól függ, hogyan helyezkedik el az alkatrész.

A protokollnak tartalmaznia kell jó minőségű alkatrészeket is, amelyek kihívást jelentő megjelenéssel rendelkeznek: foltos felület, hűtőfolyadék nyoma, javított terület. Ezek az alkatrészek befolyásolják a hamis pozitív arányt, és éppen ez az arány dönti el, hogy a gyártósor megbízik-e az ellenőrzőállomásban.

Gyakran Ismételt Kérdések

Egyetlen kamera képes-e egyszerre látni a fedélzet felületét és az oldalakat?

Csak csökkent felbontásban az oldalakon, mert a nézési szög ferde. A legtöbb gyártósor külön, felülről néző kamerát és külön oldali kamerarendszert használ.

Hogyan különbözteti meg a repedést a bemélyedéstől?

A magasságjel alapján – közvetetten, a 2D-es árnyék iránya vagy közvetlenül a 3D-ben. Csak a megjelenés nem elegendő megbízható folyamatdöntéshez.

Meg kell állítani a blokkot az ellenőrzéshez?

Általában igen, ha teljes felületi vizsgálatra van szükség. Mozgás közbeni ellenőrzés lehetséges egyetlen felület esetén, de nem olyan több nézetből álló konfigurációhoz, amely ferde szögeket is tartalmaz.

Mi történik, ha a hűtőfolyadék nedvesnek látszó felületet eredményez?

Egy nedves réteg megváltoztatja a kontrasztot, és hamis éleket hozhat létre. Szárítsa meg a alkatrészt, vagy fogadja el egy másik küszöbértéket, de ne keverjen össze nedves és száraz alkatrészeket ugyanabban a receptben.

Összefoglalás

Egy blokkfelület három ellenőrzési problémát jelent egyetlen öntött darabon. A lyukakhoz siluettre, a hibákhoz ferde fényre, a repedésekhez magasságra vagy árnyékra van szükség, és egyetlen nézet sem szolgálja mindegyiket.

A működő állomás egy kis, dedikált nézetekből álló készlet, amelyek osztályonkénti elfogadási kritériumokkal rendelkeznek, és visszakapcsolódnak a mosóhoz, így az eredmények folyamatjavításokká válnak, nem pedig elutasítási statisztikákká.