Kontrola powierzchni bloku po myciu: trzy stacje, jedno przejście

Przegląd

Blok opuszczający urządzenie do mycia, który wygląda na czysty, może mimo to nie przejść kontroli z dwóch różnych powodów, które w obrazie wyglądają identycznie: wada odlewu, która istniała od zawsze, oraz skrawek, którego etap mycia nie usunął. Rozróżnienie tych dwóch przypadków jest głównym celem inspekcji przeprowadzanej bezpośrednio po myciu, a nie na końcu linii produkcyjnej.

Inspekcja służy także urządzeniu do mycia. Jeśli skrawki są wykrywane w tym samym obszarze z regularną powtarzalnością, wynik ten wskazuje na ustawienie dyszy, etap filtracji lub punkt kontaktu uchwytu – i to w ciągu tej samej zmiany roboczej, a nie dopiero po trzech tygodniach, gdy detal zawiedzie podczas montażu.

Big Bird Industrial (dawniej Shimada Big Bird Industrial) buduje od 2001 roku systemy do czyszczenia i wygładzania elementów napędu samochodowego, a układ stacji opisany tutaj odzwierciedla linie produkcyjne bloków silników wysokoprężnych, wykorzystując robotem przenoszoną kamerę o wysokiej rozdzielczości z szerokim, rozproszonym oświetleniem w trzech stacjach.

1. Dlaczego pozycja bezpośrednio po myjni ma znaczenie

Ten sam defekt niesie różne informacje w zależności od miejsca jego wystąpienia, a pozycja bezpośrednio po myjni to jedyna, która oddziela przyczynę od skutku.

Przypisanie przyczyny bez zgadywania

Na końcu linii wiórek na obrabianej powierzchni mógł pojawić się z myjni, z operacji montażu, z uchwytu lub ze środowiska. Bezpośrednio po myjni istnieje tylko jedna możliwa przyczyna, co zamienia śledztwo w prostą kontrolę.

Myjnia otrzymuje wynik

Etapy mycia zwykle ocenia się na podstawie pobranej próbki, której wynik w postaci masy podaje się kilka godzin po wyprodukowaniu elementu. Stanowisko kontroli raportuje dane osobno dla każdego elementu i dla każdej lokalizacji – jest to inny rodzaj informacji zwrotnej: określa, która powierzchnia, a nie tylko ile.

2. Trzy stanowiska i to, co każde z nich widzi

Blok nie może zostać sprawdzony w jednym ujęciu. Jego istotne powierzchnie są skierowane w kilka różnych stron, a powierzchnie najtrudniejsze do obejrzenia to często te, na których gromadzą się wiórkı.

Strona dolna, obwód oraz przegląd

Układ stosowany w blokach silników wysokoprężnych obejmuje stronę dolną, powierzchnie obwodowe oraz pozycję przeglądu, w której niejednoznaczne wyniki sprawdza człowiek. Te trzy pozycje nie są nadmiarowe: strona dolna gromadzi wiórkı pod wpływem siły grawitacji, powierzchnie obwodowe zawierają powierzchnie frezowane, które stykają się z innymi komponentami, a pozycja przeglądu istnieje dlatego, że nie każdy niejednoznaczny wynik powinien być rozstrzygany przez model.

Kamera przenoszona przez robota kontra kamery stałe

Robot wyposażony w kamerę może dotrzeć do kilku powierzchni przy użyciu jednego czujnika, ale kosztem czasu ruchu i dokładności trasy. Stałe kamery obejmujące stację działają szybciej, lecz wymagają osobnej kamery dla każdej perspektywy. Na bloku układ z robotem jest powszechny, ponieważ liczba perspektyw jest duża, a część jest prezentowana w jednej orientacji.

3. Odpad metalowy i wada wyglądają podobnie

Najtrudniejszą częścią kontroli powierzchni po myciu jest rozróżnienie dwóch elementów, które wizualnie są do siebie bardzo podobne.

Dlaczego rozróżnienie jest trudne

Odpad metalowy leżący na obrabianej powierzchni ma krawędź, cień i kontrast względem tła – dokładnie takie same cechy charakteryzują zadrapanie lub wgniecenie. Model wytrenowany wyłącznie na przykładach wad zaklasyfikuje odpady metalowe jako wady, a stacja wykonująca taką klasyfikację generuje fałszywe alarmy, które w ciągu tygodnia podważają zaufanie do systemu.

Jak dokonuje się tego rozróżnienia

Niezbędne do tego separatory są fizyczne, a nie statystyczne. Odpad metalowy znajduje się nad powierzchnią i rzuca cień, którego kierunek zmienia się wraz ze zmianą kierunku światła, podczas gdy wgniecenie to zagłębienie, którego cieniowanie się nie zmienia. Odpad metalowy można przesunąć strumieniem powietrza; wada nie może zostać przesunięta. Zastosowanie drugiego ujęcia przy innym kierunku oświetlenia lub strumienia powietrza przed ponownym wykonaniem zdjęcia zamienia niejednoznaczną klasyfikację w test fizyczny.

4. Stacja przeglądu przez człowieka

Stanowisko przeglądu nie oznacza awarii automatyzacji. To właśnie ono pozwala ustawić stacje zautomatyzowane na taką czułość, by wykrywały wszystko, bez tworzenia kolejki decyzji, których nikt nie potrafi rozstrzygnąć.

Do czego służy przegląd

Przegląd dotyczy przypadków, w których obraz nie rozdziela klas: znacznik, który może być rysą lub wyschniętą chłodziwem, plama, która może wynikać z porowatości lub z odprysku. Osoba z lampą i powiększeniem spojrzeć raz i podjąć decyzję – zajmuje to sekundy i rozstrzyga sprawę.

Zapewnienie rzetelności przeglądu

Ryzykiem jest przekształcenie przeglądu w miejsce, gdzie wszystko zostaje zaakceptowane pod presją czasu. Rejestrowanie decyzji podejmowanych przez przeglądzających oraz próbkowanie tych decyzji w porównaniu z weryfikacją w laboratorium pozwala mierzyć całkowitą stopę ucieczek na tym stanowisku, a nie zakładać jej.

Stanowisko kontroli wymaga również odpowiedniego narzędzia do zadawanego pytania. Powiększacz i lampa o niskim kącie padania światła pozwalają zidentyfikować zadrapanie; dysza powietrzna pozwala stwierdzić, czy znacznik to luźny materiał; endoskop umożliwia kontrolę otworu, do którego nie dociera obiektyw aparatu. Dostarczenie wszystkich trzech narzędzi na stanowisku kontroli jest tańsze niż przesyłanie detalu z powrotem do myjki w celu ponownej kontroli.

5. Oświetlenie wilgotnego detalu

Kontrola natychmiast po myciu oznacza badanie detalu, który może być nadal wilgotny; woda zmienia wygląd powierzchni. Cienka warstwa wody wypełnia płytkie zadrapania i je ukrywa; krople tworzą refleksy, które mogą być błędnie odczytane jako cechy konstrukcyjne.

Praktycznym rozwiązaniem jest albo przeprowadzenie kontroli po wyschnięciu, albo zaakceptowanie wilgotnego detalu i zaprojektowanie oświetlenia specjalnie dla takiej sytuacji – przy użyciu rozproszonego, szerokokątnego światła, które nie tworzy lustrzanego odbicia kropelek. Gdy kryterium obejmuje suchy stan detalu, jedyną możliwą opcją jest kontrola po wyschnięciu, ponieważ wilgotny detal nie może zostać oceniony pod kątem obecności wody.

6. Przekazywanie wyniku z powrotem do myjki

Stacja inspekcyjna generuje dane, które są przydatne jedynie wtedy, gdy trafiają do osób mogących na nie zareagować. Przydatną formą jest mapa: który powierzchnia, które miejsce, jak często oraz czy stwierdzenie dotyczy skruszenia czy wady.

Skupisko stwierdzeń skruszenia na jednej powierzchni wskazuje na problem z dyszą lub filtrowaniem. Skupisko stwierdzeń zadrapań wskazuje na problemy z obsługą lub uchwytem. Oba przypadki można rozwiązać w ramach jednej zmiany, ale oba pozostają niewidoczne w raporcie podającym wyłącznie liczbę odrzuconych części.

7. Czas cyklu i położenie stacji

Inspekcja po myciu konkurowałą z linią o dostęp do części, a stacja musi ją zwolnić wystarczająco szybko, aby urządzenie do mycia nie czekało.

Trzy stacje w kolejności

Gdy robot przenosi kamerę, trzy widoki są wykonywane jeden po drugim na tym samym elemencie, więc czas stacji to suma czasów przemieszczeń oraz przetwarzania obrazu. Na bloku wynosi to znaczny ułamek minuty, dlatego stację umieszcza się często tam, gdzie istnieje mały bufor, a nie bezpośrednio na ścieżce wyjściowej z myjki.

Pobieranie próbek kontra pełna kontrola

Kontrola każdego elementu jest możliwa tylko wtedy, gdy czas stacji mieści się w takt. Gdy tak nie jest, typowym kompromisem jest kontrola każdego elementu na powierzchniach niosących najwyższe ryzyko oraz audyt pozostałych według planu pobierania próbek. Taki kompromis powinien zostać uwzględniony w specyfikacji, ponieważ stacja zakupiona do pełnej kontroli, ale używana do kontroli próbki, wymaga innego uzasadnienia.

Położenie stacji określa również, co może ona potwierdzić. Natychmiast po myjce potwierdza ona stan części po umyciu; sto metrów dalej na linii potwierdza stan części po przemieszczeniu, manipulacji oraz ewentualnym oczekiwaniu – jest to inna kwestia i słabsze potwierdzenie. Przesunięcie stacji w dół linii jest łatwe na rysunku układu, ale kosztowne pod względem tego, co stacja już nie będzie mogła wyjaśnić. To samo dotyczy umieszczenia jej po buforze lub po schłodzeniu, gdzie kondensacja i manipulacje już zmieniły powierzchnię.

Najczęściej zadawane pytania

Czy stacja powinna znajdować się przed czy po suszeniu?

Po suszeniu – jeśli suchość stanowi część kryterium akceptacji, ponieważ obecność wody na powierzchni uniemożliwia ocenę zarówno samej powierzchni, jak i suchości. Przed suszeniem – wyłącznie wtedy, gdy proces nie wymaga suchości.

Jak małą wadę można wykryć?

Na frezowanych powierzchniach bloku kontury wad o skali półmilimetrowej można wykryć za pomocą aparatu o wysokiej rozdzielczości i rozproszonego światła. Mniejsze cechy wymagają węższego pola widzenia oraz większej liczby stanowisk.

Czy to stanowisko zastępuje test czystości?

Nie. Inspekcja powierzchni wykrywa to, co jest widoczne na danej powierzchni; test czystości mierzy ilość materiału wyodrębnionego z określonego obszaru, w tym materiału znajdującego się w przewodach. Oba te testy odpowiadają na różne pytania i oba są niezbędne.

W jaki sposób zwalidowano to stanowisko?

Z użyciem zestawu części zawierających znane wady i znane zanieczyszczenia wiórkami, które były prezentowane wielokrotnie. Stanowisko przetestowane wyłącznie na czystych częściach nic nie dowodziło na temat jego zdolności wykrywania wad.

Wniosek

Inspekcja natychmiast po myjni zamienia późne wykrycie usterki w sygnał uzyskany w tej samej zmianie pracy, a także rozróżnia wiórek od wady odlewu w jedynym miejscu, gdzie to rozróżnienie jest jednoznaczne. Trzy stanowiska obejmują inspekcję powierzchni; pozycja przeglądu zajmuje się tym, co obraz nie potrafi jednoznacznie rozstrzygnąć.

Stację warto zbudować tylko wtedy, gdy jej dane wyjściowe docierają do myjki w postaci mapy lokalizacji, a nie wskaźnika przejścia. Liczba niepowodzeń nie wskazuje nikomu, który dysz sprawdzić.