Alvázkeret lyukpozíciójának ellenőrzése: 30 másodperc egy ellenőrző sablon nélkül

Áttekintés

Az alvázkeret egy hegesztett acél- vagy alumínium szerkezet, amely a felfüggesztést tartja és helyezi el a meghajtási egységet. A kritikus méretei a rögzítőfuratok helyzete: a karosszéria rögzítési pontjai, a vezérlőkarok tartókonzoljai, illetve a motorrögzítő támaszfelületek. Ezek a pozíciók határozzák meg, hogy a kerekek hol helyezkednek el a felfüggesztés geometriája szerint.

A hagyományos ellenőrzési módszer egy rajz alapján készített ellenőrző szerszám használata. Ez a szerszám a részt egy meghatározott alapsíkban rögzíti, és minden ellenőrzött furatnál egy tűt jelenít meg; az operátor vagy beilleszti a tüvet, vagy nem. A modern alternatíva egy látási állomás, amely ugyanezeket a furatokat optikailag méri, szerszám és tűk nélkül.

A szerszám eltávolítása nem csupán a kamerák rész felé irányítását jelenti. Egy szerszám fizikai tényként biztosítja az alapsíkot; egy látási állomásnak ugyanezt az alapsíkot a rész saját jellemzőiből kell meghatároznia. Ez a vizsgálati eljárás technikai magja, és itt fókuszálódik a legtöbb mérnöki erőfeszítés.

A Big Bird Industrial (korábban Shimada Big Bird Industrial) 2001 óta gyárt takarító- és lekerekítőrendszereket az autóipari hajtáslánc-alkatrészekhez, és a jelen dokumentumban leírt alapfelület-megközelítés a gyártási alváz-ellenőrzési programokban használt meghatározásokat követi, nem pedig egy laboratóriumi környezetben alkalmazottakat.

1. A rajz valójában mit ír elő

Egy lyuk helyzeti tűrése nem csupán a lyukra vonatkozik. Ez a lyuknak egy alapfelületi hivatkozási rendszerhez viszonyított helyzete, amelyet a alkatrész jellemzői határoznak meg.

Alapfelületi hivatkozási rendszer

A rajz elsődleges, másodlagos és harmadlagos alapfelület-jellemzőket nevez meg. Ezek a jellemzők három egymásra merőleges síkot határoznak meg, és minden ellenőrzött lyukat ebből a rendszerből mérnek. Két méretileg azonos alkatrész – ha különböző alapfelületi rendszerekből mérjük – eltérő eredményt ad, ezért egy rögzítőberendezésnek és egy látási állomásnak ugyanazt az alapfelület-meghatározást kell használnia, nem csupán ugyanazt az alkatrészt.

Miért a lyukak a gyakorlati célpontok

Egy lyuknak van egy középpontja, amelyet sok élpontról lehet kiszámítani, így ellenálló a helyi felületi sérülésekkkel szemben. Ezzel szemben egy sík felületet néhány ponton mérnek, és a síkot következtetéssel határozzák meg. Egy hegesztett alvázkeretnél, amelyen millepát és hegesztési fröccsenés található, a lyuk megbízhatóbb jellemző, és ugyanaz a jellemző, amelyet a rajz is előír.

2. A mértékadó sík létrehozása rögzítőberendezés nélkül

A látási állomásnak újra kell építenie azt, amit a rögzítőberendezés mechanikusan csinál. Ez a szoftverben történik, ugyanazokból a mértékadó jellemzőkből, amelyeket a rajz nevez meg.

A fizikai támaszpontoktól a számított síkokig

Egy rögzítőberendezés a fő mértékadó síkot három támaszponton nyugvó alkatrész segítségével állítja be. Egy látási állomás méri azokat a felületeket, amelyeket ezek a támaszpontok érintenének, illeszt egy síkot, és ezt a síkot használja fő mértékadó síkként. A másodlagos és harmadlagos mértékadó síkokat ugyanígy állítják be, a rajzon megnevezett jellemzőkből, nem pedig kényelmes felületekből.

Ahol a módszer nem alkalmazható

Ha egy adatjellemző kicsi, lekerekített vagy fröccsenés borítja, akkor a beillesztett jellemző eltérhet a fizikaitól annyira, hogy jelentős részét elnyelje a tűrésnek. Ez a rögzítő nélküli mérés őszinte korlátozása, és észlelhető: tíz alkatrész mérése mind rögzítőn, mind látási állomáson, valamint a végleges döntés helyett a jellemzőből származtatott koordináták összehasonlítása mutatja meg, hogy a jellemző újraépítése megbízható-e.

3. A furatok illesztése

Miután a jellemzőt meghatározták, minden furatot úgy mérünk, hogy modellt illesztünk az élpontjaira. Egy alvázkeretnél a furatok kis vezérfuratoktól kezdődnek és nagy rögzítőfuratokig terjednek, és az illesztésnek ezen az egész tartományon működnie kell.

Aldiszkrét középpont-meghatározás

A lyuk széle subpixel pontossággal határozható meg illesztéssel, nem küszöböléssel, és a középpontot az illesztett körből, nem egy bináris folt határoló dobozából származtatják. Ez fontos egy kis ferdeséggel rendelkező kilyukasztott lyuknál, ahol a látható szél a lyukasztó és a felület metszete, és egy küszöb-alapú középpont eltolódik a megvilágítás változásával.

A számok gyakorlatban

Egy többkamerás állomás, amely egy alvázrészletet mér, 0,1 mm-es egyezést mutat egy koordinátamérő géppel, és 0,1 mm-nél kisebb pozicionálási ismételhetőséget ér el 30 másodperces ciklusidőn belül, beleértve a kezelést is. Egy kétkamerás elrendezés robotos érzékelő-újrapozicionálással lassabb: körülbelül három másodperc szükséges egy pont méréséhez; egy tucat jellemzőt tartalmazó alkatrésznél ez már meghaladja az egész látási állomás ciklusidejét.

4. Pozíciós tűrés kiszámítása

A pozíciós tűrés egy átmérő szerinti zóna, amelynek középpontja a névleges helyzet, és a mért eltérést olyan értékké kell átalakítani, amely összehasonlítható ezzel a zónával. A nyers X- és Y-eltérés jelentése nem ugyanaz, és a különbség akkor válik lényegessé, ha a jellemző csak egy irányban tér el.

Az átalakítás

Az eltérést megkétszerezzük, hogy átmérőként fejezzük ki, mivel a tűrési zóna átmérő szerinti. Egy olyan jellemző, amely X-irányban 0,1 mm-rel tér el, 0,2 mm-es átmérő szerinti zónát használ fel, nem 0,1 mm-t. Ennek hibás alkalmazása egy állomást kétszer olyan képesnek tüntet fel, mint amilyen valójában, és ez az egyik leggyakoribb hiba a látási alapú ellenőrzés jelentéseiben.

Jellemzőnkénti jelentés

Az a foglalat, amely szerint a 102 funkció közül 98 megfelel, nem mondja meg a mérnöknek, hogy melyik négy nem felelt meg, és azok mennyire tértek el a megengedett értéktől. A hasznos jelentés minden funkciót felsorol a mért értékével, a tűréshatárával és a biztonsági tartalékával együtt, így például egy funkció, amely a tűréshatár 90 százalékánál van, már láthatóvá válik, mielőtt hibává válna.

5. A változatok kezelése

Az alvázak platformonként eltérő hosszúságúak, különböző rögzítőelem-elrendezéssel és furatmintázattal rendelkeznek, és egy olyan állomás, amely csak egyetlen típust képes kezelni, programváltáskor tétlenné válik. Egy látási rendszer 50–80 változatot képes kezelni különböző ellenőrzési receptek betöltésével, miközben a hardver változatlan marad.

A korlátozó tényező a látómező. Egy olyan változat, amely hosszabb a mérőállomás burkolójánál, nem mérhető ugyanazzal a kamerarendszerrel, és ebben az esetben a választás vagy egy nagyobb állomás, vagy egy második állomás telepítése. A változatlista ellenőrzése a burkoló méretekkel a specifikációs szakaszban olcsóbb, mint az utólagos felfedezés a telepítés után. Ugyanezt az ellenőrzést el kell végezni a funkciólista alapján is, mert egy új változat gyakran új lyukat jelent egy olyan felületen, amit a meglévő kamerahelyzetek nem látnak.

6. Ahol a rögzítőkészülék továbbra is győz

A rögzítőkészülék gyorsabb néhány egyszerű igen/nem ellenőrzéshez, és ez a megfelelő megoldás egy olyan gyártósori ellenőrzésre, amelyet egy operátor működtet százszor egy műszak alatt. Emellett néhány vevői auditstandard is ezt nevezi meg, és ebben az esetben a rögzítőkészülék marad, függetlenül attól, hogy mit tud a látási mérőállomás.

A gyakorlati elrendezés számos program esetében kettős: egy rögzítő szerkezet a két-három olyan jellemző számára, amelyeket minden alkatrész esetében ellenőrizni kell, valamint egy látási állomás a teljes méretellenőrzéshez alacsonyabb gyakorisággal. Ez a megosztás a gyors tapintó ellenőrzést ott tartja, ahol annak helye van, anélkül, hogy minden változathoz külön mérőeszközt kellene építeni. Amikor az ellenőrzési gyakoriság elég alacsony, egyetlen látási állomás több gyártósor egymás utáni kiszolgálására is alkalmas, ami ismét megváltoztatja a gazdasági mutatókat.

Gyakran Ismételt Kérdések

Hogyan tudja az állomás meghatározni az alkatrész helyzetét?

A rajzon megnevezett alapfelületi jellemzőket azonosítja, és ezekből építi fel az alaprendszer keretét. A rögzítő szerkezet fészkéből származó durva pozíció elegendő a keresés megkezdéséhez; a pontos keret a mérés eredményeként jön létre.

Mérhet-e egy részben takart furatot?

Csak akkor, ha a kör kerületének elegendő része látható ahhoz, hogy megbízhatóan illeszthessünk rá kört. Egy tartóelem mögött rejtett furatot nem becsült értékként, hanem nem mértként jelent meg, mert egy bizonytalansági érték nélküli becsült középpont rosszabb, mint a hiányzó eredmény.

Milyen felületminőség okoz problémákat?

A nagyon tükröző vagy olajozott felületek fényfoltokat hoznak létre, amelyek zavarják az élfelismerést. A lézeres foltminta vetítése felületi textúrát ad, és stabil háromszögelést biztosít ott, ahol a geometria ezt lehetővé teszi.

Elég-e a 0,1 mm-es egyezés egy alvázkeret tűréshatárához?

A tipikus alvázkeret-tűréshatárok több tizedmilliméteresek, így igen. Egy 0,2 mm-es tűréshatárral jellemezett méretnél a mérési bizonytalanság jelentős részt foglal el a tűrésmezőből, és a módszert a megrendelés előtt meg kell egyeztetni az ügyféllel.

Összefoglalás

A rögzítőelem nélküli alvázkeret-ellenőrzés nem egyszerűen egy kamera, amely egy alkatrészre irányul. Ez a rajzon megnevezett jellemzőkből történő alapfelületi keret rekonstrukciója, majd minden furat szubpontosságú illesztése, valamint helyes átszámítása átmérő-szerű pozíciós zónába.

Ahol a mérvadó jellemzők tiszták és jól kialakítottak, az eljárás egy rögzítőelemet távolít el változatonként, és 30 másodperc alatt teljes jellemzőkészletet mér. Ahol ez nem így van, a tisztességes válasz egy rögzítőelem, és a specifikációnak tartalmaznia kell, hogy melyik eset áll fenn.