Overflateinspeksjon av blokk etter vasking: Tre stasjoner, én gjennomføring

Oversikt

En blokk som forlater vaskeanlegget og ser ren ut, kan likevel feile av to ulike årsaker som ser identiske ut på et bilde: en støpefeil som alltid har vært der, og et spån som vaskestadiet ikke klarte å fjerne. Å skille mellom disse to er poenget med å inspisere umiddelbart etter vasking i stedet for ved linjens slutt.

Inspeksjonen tjener også vaskeanlegget. Hvis spån finnes på et konsekvent område, peker funnet på en dysesplassering, et filtreringsstadium eller en festepunktkontakt, og det peker på det innen samme skift i stedet for tre uker senere når delen svikter under montering.

Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har bygget rengjørings- og avfugingsanlegg for bilers kraftoverføringskomponenter siden 2001, og den stasjonsoppstillingen som beskrives her følger produksjonslinjer for dieselmotorblokker, med en robotbåret høyoppløselig kamera med bred diffus belysning over tre stasjoner.

1. Hvorfor posisjonen rett etter vaskeren er avgjørende

Samme feil innebærer ulik informasjon avhengig av hvor den oppdages, og posisjonen rett etter vasking er den som skiller årsak fra konsekvens.

Tilordning uten gjett

Ved linjens slutt kunne en skrap på en bearbeidet flate ha kommet fra vaskeren, fra monteringsoperasjonen, fra en feste eller fra omgivelsene. Rett etter vaskeren finnes det bare én mulig kilde, noe som gjør at en etterforskning blir til en enkel sjekk.

Vaskeren får et resultat

Et vasketrinn vurderes vanligvis ut fra en prøvetatt ekstraksjon, som rapporterer en masseverdi timer etter at delen ble produsert. Et inspeksjonsstasjon rapporterer per del og per posisjon, noe som er en annen type tilbakemelding: den angir hvilken flate, ikke bare hvor mye.

2. Tre stasjoner og hva hver av dem ser

En blokk kan ikke inspiseres fra én enkelt vinkel. De relevante flatene peker i flere retninger, og de flatene som er vanskeligst å se, er ofte de hvor spåner samler seg.

Bunnsiden, omkretsen og gjennomgangen

Oppsettet som brukes på dieselmotorblokker dekker bunnsiden, omkretsflatene og en gjennomgangsposisjon der uklare funn undersøkes manuelt. De tre posisjonene er ikke overflødige: bunnsiden samler spåner ved hjelp av tyngdekraften, omkretsen inneholder de bearbeidede flatene som sitter sammen med andre komponenter, og gjennomgangsposisjonen finnes fordi ikke alle uklare funn bør avgjøres av en modell.

Kameramontert på robot versus fastmonterte kameraer

En robot med en kamera kan nå flere flater med én sensor, men det krever bevegelsestid og reduserer nøyaktigheten til banen. Faste kamerar som dekker en stasjon er raskere, men krever ett kamera per vinkel. På en blokk er robotoppsettet vanlig, fordi antallet vinkler er stort og delen presenteres i én orientering.

3. En metallspånn og en feil ser lik ut

Den vanskeligste delen av overflateinspeksjon etter vasking er at de to tingene den må skille fra hverandre er visuelt like.

Hvorfor skillelsen er vanskelig

En metallspånn som ligger på en bearbeidet flate har en kant, en skygge og en kontrast mot bakgrunnen, noe som nøyaktig tilsvarer hva en riss eller en innsjakkning gir. En modell som bare er trent på eksempler på feil vil klassifisere spånner som feil, og en stasjon som gjør det produserer falske alarmmeldinger som undergraver tilliten innen én uke.

Hvordan skillelsen gjøres

Pålitelige skillere er fysiske, ikke statistiske. En spånn ligger over overflaten og kaster en skygge hvis retning endrer seg med lysretningen, mens en innsjakkning er en senkning hvis skygge ikke endrer retning. En spånn kan forskyves med en luftpust; en feil kan ikke det. Ved å bruke en annen eksponering med annen lysretning, eller en luftpust før ny avbildning, omgjøres en tvetydig klassifisering til en fysisk test.

4. Stasjonen for menneskelig gjennomgang

En gjennomgangsposisjon er ikke et mislykket forsøk på automatisering. Den gjør det mulig å justere de automatiserte stasjonene til en følsomhet som oppdager alt uten å skape en kø med beslutninger som ingen kan løse.

Hva gjennomgang er til for

Gjennomgang håndterer tilfeller der bildet ikke skiller mellom klassene: en merke som kanskje er en skrapskade eller kanskje tørket kjølevæske, en flekk som kanskje er porøsitet eller kanskje en spakk. En person med lys og forstørrelse ser én gang og tar en beslutning – det tar sekunder og avgjør spørsmålet.

Slik sikrer vi integriteten i gjennomgangen

Risikoen er at gjennomgang blir et sted der alt godkjennes under tidspress. Ved å registrere hva gjennomgangsoperatøren bestemte seg for, og ved å utvalgsprøve disse beslutningene mot en laboratoriekontroll, kan stasjonens totale unnlatt-oppdagelsesrate måles i stedet for å antas.

En inspeksjonsstasjon krever også riktig verktøy for det spørsmålet som stilles. En forstørrelsesglass og en lampe med lav vinkel avdekker et skrapsår; en luftdyse avgjør om en merke er løst materiale; og en endoskop avdekker et hull som kameraet ikke kan se inn i. Å tilby alle tre på inspeksjonsstasjonen er billigere enn å sende delen tilbake til vaskemaskinen for ny vurdering.

5. Belysning av en fuktig del

Å inspisere umiddelbart etter vasking betyr å inspisere en del som fortsatt kan være fuktig, og vann endrer hvordan en overflate ser ut. Et tynt vannlag fyller grunne skrapsår og gjemmer dem; dråper skaper lysflekker som tolkes som egenskaper.

Den praktiske løsningen er enten å inspisere etter tørking eller å akseptere en fuktig del og designe belysningen for dette, ved å bruke bred, diffus lys som ikke produserer et speilglansbilde av dråpene. Hvor kriteriet inkluderer tørkhet, er inspeksjon etter tørking den eneste muligheten, fordi en fuktig del ikke kan vurderes for vann.

6. Tilbakeføring av resultatet til vaskemaskinen

En inspeksjonsstasjon produserer data som bare er nyttig hvis de når de personene som kan handle på dem. Den nyttige formen er et kart: hvilken overflate, hvilken plassering, hvor ofte, og om funnet er en spakk eller en feil.

En klynge av spakkfunn på én flate peker mot et dysproblem eller et filtreringsproblem. En klynge av skrapsfunn peker mot håndtering eller fastspenning. Begge er handlingsegne innen én skift, og begge er usynlige i en rapport som bare sier hvor mange deler mislyktes.

7. Syklustid og hvor stasjonen er plassert

Inspeksjon etter vasking konkurrerer med linja om delen, og stasjonen må slippe den raskt nok til at vaskemaskinen ikke står og venter.

Tre stasjoner i rekkefølge

Med en robot som bærer kameraet, kjører de tre visningene etter hverandre på samme del, slik at stasjons­tiden er summen av bevegelsene pluss bildebehandlingstiden. På en blokk som utgjør en betydelig andel av et minutt, noe som er grunnen til at stasjonen ofte plasseres der hvor det finnes en liten buffer i stedet for direkte i vaskerens utgangsvei.

Utvalgsinspeksjon versus full inspeksjon

Å inspisere hver enkelt del er bare mulig når stasjons­tiden faller innenfor takttiden. Der dette ikke er tilfelle, er den vanlige kompromissløsningen å inspisere hver enkelt del på overflater med høyest risiko og å gjennomføre stikkprøveinspeksjon av resten i henhold til en utvalgsplan. Dette kompromisset bør skrives inn i spesifikasjonen, fordi en stasjon som kjøpes for full inspeksjon men drives med utvalgsinspeksjon har en annen begrunnelse.

Stillingen avgjør også hva stasjonen kan bevise. Umiddelbart etter vaskemaskinen beviser den delens tilstand som vasket; hundre meter lengre ned på linjen beviser den delens tilstand etter overføring, håndtering og eventuell venting, noe som er en annen påstand og en svakere en. Å flytte en stasjon nedover i prosessen er enkelt på en oppsetttegning, men dyrt når det gjelder hva den ikke lenger kan forklare. Samme logikk gjelder plassering etter en buffer eller etter avkjøling, der kondens og håndtering allerede har endret overflaten.

Ofte stilte spørsmål

Skal stasjonen være før eller etter tørking?

Etter tørking hvis tørkhet er en del av akseptkriteriet, fordi vann på overflaten hindrer vurdering både av overflaten og av tørkheten. Før tørking bare hvis prosessen ikke har noen krav til tørkhet.

Hvor små feil kan oppdages?

På bearbeidede blokoverflater kan feilkonturer i halv-millimeter-størrelse oppdages med en kamera med høy oppløsning og diffus lys. Mindre detaljer krever et smalere synsfelt og flere stasjoner.

Erstatter stasjonen renlighetstesten?

Nei. Overflateinspeksjon finner det som er synlig på en flate; renlighetstesten måler det som trekkes ut fra et område, inkludert materiale innenfor kanaler. De to besvarer ulike spørsmål, og begge er nødvendige.

Hvordan valideres stasjonen?

Ved hjelp av et sett med deler som inneholder kjente feil og kjent sponforurensning, begge presentert gjentatte ganger. En stasjon som kun testes på rene deler har ikke vist noe om dens oppdagelsesrate.

Konklusjon

Å inspisere umiddelbart etter vaskemaskinen gjør at en sen feil blir til et signal samme skift, og den skiller mellom spon og støpefeil ved det eneste tidspunktet der forskjellen er entydig. Tre stasjoner dekker overflatene; vurderingsposisjonen håndterer det som bildet ikke klarer å avgjøre.

Stasjonen er bare verdt å bygge dersom utdataene når vaskemaskinen som et plasseringskart, ikke som en gjennomføringsrate. Et antall feil sier ingen hvilken dysen som må sjekkes.