Instrumentpanelklemmer: måling av posisjon og verifisering av montering i én stasjon

Oversikt

En instrumentpanelklemme er en stanset og sveid samling som bærer et dashbord, en kolonne og et sett med airbagmonteringer. Den er ikke en presisjonsdel i klassisk forstand, og den forårsaker fortsatt knirkelyder, feiljustering og – i verste fall – en passasjerbeskyttelse som ikke utløses der den skal.

Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har bygget dimensjonelle og monteringsinspeksjonsstasjoner for bilstrukturer siden 2001. Det følgende er designlogikken for en klemmestasjon: hvorfor posisjon og montering hører sammen i én syklus, hvordan referansepunktet bestemmer målingen, og hvordan man skriver et kriterium som dekker begge uten å doble takttiden.

1. To spørsmål, én del

En beslag må svare på to spørsmål før det monteres i et kjøretøy. Først: Er monteringspunktene der tegningen sier de skal være? Det er et dimensjonelt spørsmål om hullposisjon og overflateplassering. Andre: Er beslaget montert riktig? Det er et monteringsspørsmål om manglende skruer, feil klips, snudd beslag og manglende sveiseskjøter.

Fabrikker besvarer vanligvis disse spørsmålene på to steder: en kontrollfiksur på den dimensjonelle siden og en visuell inspektør på monteringssiden. Å dele opp denne kontrollen krever en håndteringssteg, og håndtering utgjør den største enkeltposten i de fleste inspeksjonsstasjoner. Det skaper også en åpning: Et beslag som godtas av fiksuren og kommer til den visuelle stasjonen sent, er et beslag som kan monteres feil før noen merker det.

2. Referanseplanet er målingen

Alle dimensjonelle resultater på en beslag er relative til et referansepunkt, og beslag er fleksible. Et stanset beslag som er spent fast i den ene enden vil gi andre måleresultater enn det samme beslaget når det er spent fast i den andre enden. Dette er ikke et kameraproblem; det er et feste-problem, og det dominerer usikkerheten i målingen.

Den praktiske regelen er å gjenskape det referansepunktet som tegningen forutsetter, ikke det referansepunktet som er mest praktisk å bruke for spenning. Hvis tegningen angir tre plasseringshull som primært referansepunkt, må festet lokalisere seg på akkurat disse tre hullene, i den angitte rekkefølgen, med en gjentakbar spennkraft.

En annen regel følger av dette: mål delen i den frie tilstanden den vil ha i kjøretøyet når tegningen tillater det. Et beslag som måles mens det er spent fast, men som deretter spretter tilbake ved løsning, vil bestå inspeksjonen, men feile ved monteringslinjen.

3. Hva visjonsstasjonen måler

Dimensjonsinnholdet i en bremsestasjon er vanligvis en kort liste: hullposisjon langs to akser, hulldiameter, den relative posisjonen til to monteringsflater og tilstedeværelsen av sveiste stifter på riktig høyde.

Merk at to av de fire målingene er utenfor planet. En ren 2D-stasjon kan måle hull svært nøyaktig, men ikke stifthøyde i det hele tatt – derfor er bremsestasjoner vanligvis hybridløsninger: et 2D-kamera for posisjon og en 3D-sensor eller laserprofil for høyde.

4. Monteringsdelen av syklusen

Verifikasjon av montering på en beslag er et klassifiseringsproblem med et lite antall klasser: til stede eller fraværende, riktig eller feil variant, riktig orientering eller snudd. Hver av disse er enklere enn overflatefeil, men vanskeligere enn det virker, fordi belysningen som gjør kanten av et hull skarp, ofte gjør en svart plastklem usynlig.

Den praktiske tilnærmingen er å bruke et dedikert bilde per egenskap i stedet for ett enkelt oversiktsbilde. En manglende bolt er tydelig i et nærbilde, men tvetydig i et vidt bilde; et snudd beslag er tydelig i et vidt bilde, men usynlig i et nærbilde. Flervinklet stasjoner finnes fordi begge spørsmålene stilles om samme del.

Variantgjenkjenning fortjener en egen nevning. På en blandingsserie vil to beslag som skiller seg fra hverandre bare ved én sveid mutter se identiske ut for en modell trent på helhetsformen. Den pålitelige metoden er å fokusere på den egenskapen som skiller dem fra hverandre, ikke på siluetten.

5. Oppretthold konstant sykkeltid

En stasjon som legger til monteringskontroller i tillegg til dimensjonskontroller vil doble syklustiden sin, med mindre den er utformet som en parallell rørledning. Teknikken er enkel: avdekke og behandle hver vinkel uavhengig, overlape innhenting med behandling, og holde antallet robotbevegelser på minimumsantallet som synsfeltet tillater.

For en beslag er den realistiske tidsrammen noen sekunder per vinkel og en total syklustid på ti til tjue sekunder, inkludert håndtering. En stasjon som rapporterer tretti sekunder er vanligvis sekvensiell, ikke optisk.

6. Godkjenningskriterier for en kombinert stasjon

Siden stasjonen besvarer to ulike spørsmål, krever den to ulike kriterier. Å blande dem i én gjennomløpsrate skjuler hvilken halvdel som feiler.

7. Hva endrer seg når festetaket sveises

De fleste festetak er sveisede sammenstillinger i stedet for enkle stansede deler, og sveising endrer inspeksjonsproblemet på tre måter: den legger til egenskaper som må verifiseres, den fører til deformasjon som flytter referanseplanet, og den etterlater sveisstøv som en feilmodell gjerne vil merke som en overflatefeil.

Sveisverifikasjon er en egen liten disiplin. En sveise kan mangle, være for kort, plassert feil eller ha porer, og bare de to første oppdagas pålitelig av en todimensjonal kamera. Sveiselengde og -plassering kan måles fra en silhuett; porøsitet og gjennomtrengning krever enten en tredimensjonal profil eller en destruktiv kontroll. Stasjonen bør angi hvilken av disse den verifiserer, fordi en spesifikasjon som sier «sveis inspisert» uten nærmere presisering er ikke en gyldig spesifikasjon.

Forvrengning er det mindre alvorlige problemet. En sveist festeklampe spenner seg ut etter frigjøring, og mengden avhenger av varmetilførselen og rekkefølgen for festing. Siden tegningen antar en nominalform, må målingen enten gjenskape monteringsforholdene eller godta et bredere toleranseområde for de egenskapene som påvirkes av spenningstilbakeføring. Anlegg som ignorerer dette ender opp med å justere festet istedenfor sveisen.

Sprut er en klassifiseringsutfordring snarere enn en måleutfordring. En spruttdråpe og en skramme ser like ut i gråskala; de skiller seg fra hverandre ved høyde og kantskarphet. Et bilde med én høyde vil forveksle dem, og forvekslingen viser vanligvis seg som en falsk avvisningsrate som ingen kan forklare. Et annet synspunkt – selv om det er grovt – skiller de to klassene fra hverandre på en billig måte.

8. Kostnadmodellen bak stasjonen

En monteringsstasjon er vanligvis rettferdiggjort i forhold til en kontrollfikstur samt en inspektør. Denne sammenligningen er ufullstendig, fordi den inkluderer fiksturen, men ikke de hundrevis av fiksturer som en blandede linje krever, og den inkluderer inspektøren, men ikke omgjøringsløkken som oppstår ved sen feiloppdagelse.

Det ærlige modellen har fire poster: unngåtte fiksturer, redusert arbeidskraft, forebygde feil som slipper gjennom, og omstillingskostnader. De to første er enkle å kvantifisere i en forretningsanalyse; de to siste avgjør om prosjektet overlever en revisjon to år senere.

Omstilling fortjener sin egen post fordi det er her kombinerte stasjoner mislykkes kommersielt. En stasjon som tar en skiftperiode på å bytte fra én type monteringsbeslag til en annen, vil bare kjøres med én variant, og fleksibiliteten som rettferdiggjorde den, forsvinner. Felles lokaliseringselementer og verktøy for rask ombygging er ikke luksusartikler; de er det som gjør investeringen virkelig.

Ofte stilte spørsmål

Kan en kontrollfikstur erstattes én-til-én?

Vanligvis ja for posisjon og diameter, med én betingelse: festeutstyrets plasseringsordning må gjengis. Visjon fjerner ikke behovet for et referanseplan, den fjerner bare behovet for en fysisk målestav for hver egenskap.

Hvor mange kameraer trenger en festebrikke?

Nok til å dekke begge flatene og boltfelter på den nødvendige oppløsningen. Fire til seks er typisk for en full festebrikke; færre hvis bare én flate har egenskaper.

Hva med fleksible deler som beveger seg når de slippes?

Mål i frigjort tilstand, eller definer spennbetingelsen uttrykkelig på tegningen. En måling uten angitt betingelse er ikke gjentakbar.

Trenger variantgjenkjenning dyp læring?

Ikke nødvendigvis. Hvis den avvikende egenskapen er geometrisk, er klassisk måling mer robust. Dyp læring får sin plass når forskjellen er tekstlig eller kosmetisk.

Konklusjon

En klemmestasjon er en kompromiss mellom to spørsmål som stilles til samme del på samme minutt. Å kombinere dem sparer håndtering og reduserer avstanden mellom dimensjonsfrigivelse og monteringsverifikasjon; å holde dem adskilte i godkjenningskriteriene sikrer at stasjonen viser nøyaktig hvilken halvdel som svikter.

Den designrekkefølgen som fungerer er: referanseplan, deretter optikk, deretter parallelitet, deretter kriterier. Bytt om på noen to av disse, og stasjonen må ombygges under innkjøring.