Műszerfal-tartók: helyzetmérés és szerelés-ellenőrzés egyetlen állomáson

Áttekintés

Egy műszerfal tartó egy nyomott és hegesztett szerelvény, amely a műszerfalat, a kormányoszlopot és egy légzsák rögzítőkészletet tartja. Nem precíziós alkatrész a klasszikus értelemben, mégis gyakran okoz csikorgást, rossz illeszkedést – a legrosszabb esetben pedig olyan utasbiztosítási rendszert, amely nem ott települ ki, ahol kellene.

A Big Bird Industrial (korábban Shimada Big Bird Industrial) 2001 óta épít méret- és összeszerelés-ellenőrző állomásokat autóipari szerkezetekhez. Az alábbiakban a tartóállomás tervezési logikáját ismertetjük: miért tartoznak egy ciklusba a pozícionálás és az összeszerelés, hogyan dönti el a mértékadó felület a mérést, és hogyan írjunk olyan kritériumot, amely mindkét folyamatot lefedi anélkül, hogy megdupláznánk a taktidőt.

1. Két kérdés, egy alkatrész

Egy tartóelemnek két kérdésre kell válaszolnia, mielőtt bekerülne egy járműbe. Először: a rögzítési pontok ott vannak-e, ahol a rajz szerint lenniük kell? Ez egy méreti kérdés a furatok helyzetéről és a felületek elhelyezéséről. Másodszor: helyesen készült-e el a tartóelem? Ez egy összeszerelési kérdés hiányzó csavarról, rossz típusú klipekről, fordítva felszerelt tartóelemekről és hiányzó hegesztésekről.

A gyártóüzemek általában két helyen válaszolnak ezekre: egy ellenőrző szerszámmal a méreti oldalon és egy szemrevételezéses ellenőrrel az összeszerelési oldalon. A két feladat elkülönítése egy kezelési lépést igényel, pedig a kezelés a legnagyobb egyedi költség a legtöbb ellenőrző állomáson. Emellett rést is teremt: egy olyan tartóelem, amely átmegy a szerszámon, de későn érkezik a szemrevételezéses állomásra, az addig hibásan is összeszerelhető, mielőtt bárki észrevenné.

2. A mértékadó alapfelület a mérés

Minden méreti eredmény egy tartóelemen a kiindulási pontokhoz viszonyítva értendő, és a tartóelemek rugalmasak. Egy nyomott tartóelemet az egyik végén rögzítve másképp mérünk, mint ugyanazt a tartóelemet a másik végén rögzítve. Ez nem kamerahiba, hanem rögzítőberendezés-hiba, és meghatározza a mérési bizonytalanságot.

A gyakorlati szabály az, hogy a rajz által feltételezett kiindulási pontot kell reprodukálni, nem pedig azt, amelyiket kényelmes rögzíteni. Ha a rajz három helyezőlyukat nevez meg elsődleges kiindulási pontként, akkor a rögzítőberendezésnek ezen a három lyukon kell helyezkednie, ebben a sorrendben, ismételhető rögzítőerővel.

Egy második szabály következik: ha a rajz engedi, akkor a alkatrészt a járműben való használat során fellépő szabad állapotában kell mérni. Egy olyan tartóelem, amelyet rögzítve mérünk, majd a rögzítés feloldása után visszahajlik, átmegy az ellenőrzésen, de a szerelősoron megbukik.

3. Mit mér a látási állomás

Egy tartóállomás méreti tartalma általában rövid lista: lyuk pozíciója két tengely mentén, lyuk átmérője, két rögzítési felület relatív helyzete, valamint hegesztett csavarképek jelenléte a megfelelő magasságban.

Figyeljük meg, hogy a négyből kettő kifelé irányuló. Egy kizárólag kétdimenziós állomás nagyon jól mérheti a lyukakat, de egyáltalán nem mérheti a csavarbél magasságát, ezért a tartóállomások általában hibrid konfigurációjúak: egy 2D-kamera a pozícióhoz és egy 3D-érzékelő vagy lézerprofil a magassághoz.

4. Az összeszerelési ciklus fele

Egy tartóelem összeszerelésének ellenőrzése egy osztályozási feladat kevés osztállyal: jelen van vagy hiányzik, helyes vagy helytelen változat, helyes vagy fordított tájolás. Mindegyik egyszerűbb, mint egy felületi hiba észlelése, de nehezebb, mint amilyennek tűnik, mert a megvilágítás, amely élesen kirajzolja egy lyuk szélét, gyakran láthatatlanná tesz egy fekete műanyag rögzítőt.

A munkamódszer az, hogy minden jellemzőre külön képet használnak, nem pedig egyetlen áttekintő képet. Egy hiányzó csavarrögzítő egy közeli felvételen nyilvánvaló, de egy távoli felvételen kérdéses; egy fordított tartóelem egy távoli felvételen nyilvánvaló, de egy közeli felvételen láthatatlan. Több nézetből történő ellenőrzőállomások léteznek, mert ugyanazon alkatrészre mindkét kérdést felteszik.

A változatfelismerés külön említést érdemel. Egy vegyes termelési vonalon két olyan tartóelem, amelyek csak egy hegesztett anya jelenlétében különböznek, azonosnak tűnik egy olyan modell számára, amelyet az általános alakzatra tanítottak. A megbízható módszer az eltérő jellemzőre, nem a körvonalra épít.

5. A ciklusidő stabil tartása

Egy olyan állomás, amely összeszerelési ellenőrzéseket is hozzáad a méretellenőrzésekhez, ciklusidejét megkétszerezi, kivéve, ha párhuzamos folyamatvezérlésre tervezték. A technika egyszerű: minden nézetet külön feltárunk és feldolgozunk, az adatfelvételt átfedésbe hozzuk a feldolgozással, és a robotmozgások számát a látómező által lehetővé tett minimumra korlátozzuk.

Egy tartó esetében a valósághoz közelítő időkeret néhány másodperc nézetenként, és a teljes ciklus ideje – beleértve a kezelést – tíz-tízhuszonöt másodperc között mozog. Egy olyan állomás, amely harminc másodperces eredményt jelent, általában soros, nem optikai működésű.

6. Elfogadási kritériumok egy kombinált állomáshoz

Mivel az állomás két különböző kérdésre ad választ, két különböző kritériumra van szükség. Ha ezeket egyetlen átmeneti arányba vonjuk össze, elrejtjük, hogy melyik felében van a hiba.

7. Mi változik a rögzítőelem hegesztésekor

A legtöbb rögzítőelem hegesztett szerelvény, nem pedig egyetlen húzott alkatrész, és a hegesztés három módon módosítja az ellenőrzési feladatot: új jellemzőket vezet be, amelyeket ellenőrizni kell; torzulást okoz, amely elmozdítja a mértékadó síkot; és fröccsenést hagy hátra, amelyet egy hibamodell szívesen észlel felületi hibaként.

A hegesztés ellenőrzése saját kis szakterületet alkot. Egy hegesztés hiányozhat, túl rövid lehet, rossz helyen lehet, vagy pórusos lehet, és csak az első kettőt észleli megbízhatóan egy kétdimenziós kamera. A hegesztés hossza és helye a körvonalból mérhető; a pórusosság és a behatolás vizsgálatához vagy háromdimenziós profilra, vagy romboló ellenőrzésre van szükség. A munkaállomásnak jeleznie kell, hogy ezek közül melyiket ellenőrzi, mert egy olyan specifikáció, amely csak annyit állít, hogy „a hegesztést ellenőrizték”, de nem pontosítja, mit és hogyan, nem tekinthető érvényes specifikációnak.

A torzulás a csendesebb probléma. Egy hegesztett tartó rugalmasan visszatér a feszültségoldás után, és a visszatérés mértéke a hőbeviteltől és a rögzítési sorrendtől függ. Mivel a rajz egy névleges alakzatot feltételez, a mérésnek vagy reprodukálnia kell a szerelési körülményeket, vagy szélesebb tűréshatárt kell elfogadnia a rugalmas visszatérés által érintett jellemzőknél. Azok a gyártóüzemek, amelyek figyelmen kívül hagyják ezt, a rögzítőberendezést próbálják optimalizálni, nem pedig a hegesztést.

A fröccsenés inkább egy osztályozási, mint egy mérési probléma. Egy fröccsenési csepp és egy bemélyedés szürkeárnyalatos képen hasonlóan néz ki; különbségük a magasságban és az él élességében rejlik. Egyetlen magasságú kép összekeveri őket, és ez a félreértés általában hamis elutasítási arány formájában jelenik meg, amit senki sem tud megmagyarázni. Még egy durva második nézőpont is olcsón elkülöníti a két osztályt.

8. A műhely mögött rejlő költségmodell

Egy rögzítőállomás általában egy ellenőrző szerszám és egy minőségellenőr kombinációjával indokolható. Ez az összehasonlítás hiányos, mert a szerszámot figyelembe veszi, de nem veszi figyelembe a vegyes termelési vonalhoz szükséges százakat számító szerszámot, illetve az ellenőrt figyelembe veszi, de nem veszi figyelembe a későn észlelt hibák miatt keletkező újrafeldolgozási ciklust.

A tisztességes modell négy tényezőt tartalmaz: elkerült szerszámok, megszűnt munkaerő-költségek, megelőzött hibás termékek kiszabadulása és átállási költségek. Az első kettő könnyen kvantifikálható egy üzleti esetben; az utóbbi kettő dönti el, hogy a projekt átmegy-e egy két év múlva esedékes auditon.

Az átállás külön sorba való kiemelése indokolt, mert itt bukik meg kereskedelmi szempontból a kombinált állomások alkalmazása. Egy olyan állomás, amely egy teljes műszakot igényel egyik rögzítőelemről a másikra való átálláshoz, csak egyetlen változat gyártására lesz használva, és így eltűnik az a rugalmasság, amely eredetileg indokolta a bevezetését. A közös helymeghatározó elemek és a gyorscserélhető szerszámok nem luxuscikk, hanem azok, amelyek teszik a beruházást gazdaságilag életképessé.

Gyakran Ismételt Kérdések

Lehet-e egy ellenőrző szerszámot egy az egyben másikra cserélni?

Általában igen, a pozíció és az átmérő tekintetében, egy feltétellel: a rögzítő szerkezet helymeghatározási sémáját reprodukálni kell. A gépi látás nem szünteti meg a mértékadó felület szükségességét, csupán eltünteti minden jellemzőre vonatkozó fizikai mérőeszköz szükségességét.

Egy konzol hány kamerára van szüksége?

Elég annyi, hogy lefedje mindkét felületet és a csavarmezőt a szükséges felbontással. Egy teljes konzol esetében négy–hat kamera tipikus; kevesebb, ha csak egy felületen vannak jellemzők.

Mi a helyzet a rugalmas alkatrészekkel, amelyek mozognak a rögzítés feloldása után?

A mérést a feloldott állapotban kell elvégezni, vagy a rögzítési feltételt egyértelműen meg kell adni a rajzon. A feltétel nélküli mérés nem ismételhető.

Szükséges-e mélytanulás a változatfelismeréshez?

Nem feltétlenül. Ha a különbség geometriai jellegű, akkor a klasszikus mérés megbízhatóbb. A mélytanulás akkor válik indokolttá, ha a különbség szöveges vagy esztétikai jellegű.

Összefoglalás

Egy rögzítőállomás kompromisszum két kérdés között, amelyeket ugyanarra a alkatrészekre ugyanabban a percben tesznek fel. Együtt elhelyezésük csökkenti a kezelési igényt, és lezárja a méretellenőrzés és az összeszerelés-ellenőrzés közötti rést; az elfogadási kritériumokban való elkülönítésük biztosítja, hogy az állomás tisztán mutassa, melyik rész nem felel meg.

A működő tervezési sorrend a következő: először a méretmeghatározási alap (datum), majd az optikai elemek, ezután a párhuzamosság, végül a kritériumok. Bármely két elem sorrendjének megfordítása esetén az állomást a üzembe helyezés során újra kell tervezni.