Poka-Yoke na koncu linije za sestavke motorjev in menjalnikov: kaj lahko in kaj ne more zaznati sistem za vid

Pregled

Postaja na koncu proizvodne linije je zadnja priložnost, da se prepreči napaka pred izdelavo vozila. Hkrati je to tudi mesto, kjer so pričakovanja najvišja in kjer se preverjanje izvaja najmanj pogosto: postaja, ki trdi, da preverja vse, bo deležna zaupanja, da resnično preverja vse; razlika med trditvijo in dejansko sposobnostjo pa je tisto, kar povzroča povabila za povračilo izdelkov.

Big Bird Industrial (nekdanji Shimada Big Bird Industrial) gradi postaje za preverjanje sestave na motorjih in menjalnikih že od leta 2001. V tem članku ločimo, kaj sistem za strojni vid lahko resnično preveri na koncu proizvodne linije, in kaj ne more, ter opišemo, kako sestaviti kontrolni seznam, ki ga lahko kakovostni inženir zagotovi ob nadzoru.

Razlika je pomembnejša kot tehnologija. Večina neuspešnih projektov poka-yoke ni spodletela tehnično; spodleteli so, ker je specifikacija obljubila nekaj, kar fizika ne dopušča.

1. Štiri stvari, ki jih dejansko preverja vizija

Vizija na koncu proizvodne linije je dobra pri štirih kategorijah preverjanj, in skoraj vse koristne naloge spadajo v eno izmed njih.

Prisotnost in odsotnost

Vijak, pokrovka, sponka, pokrov, senzor. To je osnova poka-yoke in kategorija z najvišjo donosnostjo, saj manjkajoči deli pogosto nastopajo in posledice so pogosto takojšnje.

Orientacija in zaporedje

Napačno nameščen nosilec, zamenjava dveh podobnih delov, ležajna pokrovka v napačnem položaju. Te naloge so zahtevnejše od preverjanj prisotnosti, saj se razlika lahko izkaže za majhno, in dobro osvetlitev jim koristi veliko bolj kot večji model.

Besedilo in kode

Imenska ploščica, črtne kode, laserjem označene serijske številke, datumske oznake in njihova skladnost med seboj. Prepoznavanje optičnih znakov na litih ali pobarvanih površinah je rešen problem pri dobro osvetlitvi, pri slabi pa ni, zato oblikovanje osvetlitve določa razmerje uspešnosti prepoznavanja.

Usmerljiva usmeritev

Hladilne cevi, kabelski svežnji, cevi in njihovi privezi: ali usmeritev ustreza risbi in ali je pri pravi točki prisoten sponka. To je kategorija, v kateri si kamera, ki jo drži robot, izplača stroške, saj so za ogled potrebne različne vidne kotne smeri okoli sestavka.

2. Kar vizija ne more preveriti

Pošten seznam je krajši od tržnega seznama, njegovo zapisovanje pa ohrani verodostojnost postaje.

Vizija ne more preveriti navora. Pravilno nameščen in premalo privit vijak izgledata enako. Navor je procesni signal orodja, prava arhitektura pa je vezati rezultat orodja na serijsko številko dela namesto fotografirati stik.

Vizija ne more preveriti notranje sestave. Ali je obroček za bat pravilno nameščen, ali je ležajna lupina v zaprti ohišju, ali je tesnilo nameščeno v izvrtini, ki se kasneje zapre – vse te stvari niso vidne, in nobena izboljšava ločljivosti tega ne spremeni.

Vizija ne more preveriti polnjenja z tekočino, tlakovne tesnosti ali funkcionalnosti. To zahteva preskusno postajo, preskusna postaja pa je druga naprava z drugačno logiko za sprejem.

Vizija ne more dokazati odsotnosti napake, za katero ni bila nikoli usposobljena. Postaja, potrjena na določenem naboru napak, ima izmerjeno učinkovitost le na tem naboru, ne pa na celotnem naboru možnih okvar.

3. Oblikovanje kontrolnega seznama

Uporabna končna postaja je zgrajena iz seznama preverjanj, pri vsakem od katerih je določen odgovorni osebek, metoda in ukrep ob napaki. Seznam ni opis kamere; je opis procesnega prehoda.

Vpis metode v stolpec prisili iskreno odgovor. Vrstica, ki navaja sliko za navor, je vrstica, ki bo povzročila razpravo že pri prvem nadzoru.

4. Stopnja prepoznavanja je lastnost množice

Stopnja prepoznavanja 99,5 odstotka je izjava o določeni populaciji, v določeni svetlobi in z določeno kamero. Ni lastnost algoritma. Dve postajici, ki navedeta isto številko, lahko pri delih, ki dejansko povzročajo izpuščanje, kažeta zelo različno obnašanje: umazana pokrovka, delno zakrita sponka ali nalepka, prilepljena pod kotom.

Praktičen način za kvalifikacijo postajice je preskus z vnaprej določenimi napakami: znane napake so vstavljene na znane položaje in se ponovijo med različnimi izmenami; rezultati se poročajo za vsak posamezen pregled, ne pa skupno. Postajica, ki zazna 99 odstotkov vnaprej določenih manjkajočih pokrovk in 80 odstotkov obrnjenih sponk, ima dva različna problema, skupna številka pa oba skrije.

Pomembno je tudi, kdo vnaša napake. Če dobavitelj sestavi množico napak, bo ta odražala tiste napake, pri katerih se njegov sistem že izkaže kot učinkovit. Množica mora vključevati napake, zbrane v praksi, celo če to pomeni pošiljanje delov.

5. Čas cikla in vprašanje robota

Večina sestav na koncu linije zahteva pogled iz več smeri, zato je pogosto uporabljen kamera, ki jo drži robot. Alternativa je večkamerni fiksni sistem, ki je hitrejši, vendar zajame le tiste pogledе, za katere je bil zgrajen. Izbira je preprosta: robot pokrije nove položaje z učenjem, fiksni sistem pa jih pokrije z dodatno strojno opremo.

Čas cikla predvsem določa število postankov robota in čas, ki ga potrebuje vsak postanek za zatišje. Tipična postaja za sestavo motorja z ducatom preverjanj deluje v času od osemdeset do devetdeset sekund, največji napredek pa se običajno doseže zmanjšanjem časa zatišja namesto pospeševanjem gibanja.

Podvajanje poti je pomembno za mešane linije: postaja, ki lahko v eni uri kopira naučeno pot na novo različico, preživi spremembo modela. Postaja, ki zahteva popolnoma novo programiranje, bo prvič, ko bo proizvodnja pod pritiskom, izključena.

6. Nareditev pregledne

Zadnje vprašanje o oblikovanju je, kaj postaja pusti za seboj. Vsak pregledek mora ustvariti sliko, odločitev, časovni žig in zaporedno številko dela, saj vprašanje nadzora ni nikoli »ali je sistem ta del opravil«, temveč »zakaj je sistem ta del opravil«.

Politika ohranjanja zahteva odločitev, ne privzete nastavitve. Hranjenje vseh slik eno leto je drago; hranjenje nobene slike pa je nepopravljivo. Učinkovito pravilo je hraniti vse neuspele preglede, vse prve izdelane dele ter vzorec uspešnih pregledov, pri čemer se obdobje ohranjanja dogovori z oddelkom za kakovost.

Nazadnje mora postaja zapisati tudi svoje lastno stanje: izhodno moč svetlobe, ostrost kamere, datum kalibracije in zadnji rezultat preverjanja. Postaja poka-yoke, ki se tiho premakne iz natančnosti, je nevarnejša kot nobena postaja, saj proizvodna linija verjame, da je zaščitena.

7. Pot za povečanje intenzivnosti ukrepov

Postaja, ki lahko ustavi proizvodno črto, potrebuje pot za povečanje intenzivnosti ukrepov, in to pot je treba zasnovati pred vključitvijo postaje. V praksi so za neuspešno preverjanje možni trije izidi: ponovno obdelavo na postaji, usmeritev v zanko za popravke ali odpadovanje. Vsak od njih potrebuje določenega odgovornega osebnega in določen zapis.

Najpogostejša napaka v obratovanju ni spregledana napaka; temveč operaterjev preklic preverjanja zaradi nejasne poti za povečanje intenzivnosti ukrepov in tlaka na proizvodnjo. Ko postane preklic navada, je postaja le dekorativna.

Ukrepanje je narediti preklice vidne in pripišljive: vsak preklic se zabeleži s kodo razloga in imenom, vsakodnevno se pregleduje. Postaja z petdesetimi preklici na teden vam nekaj pove o specifikaciji, ne pa o operaterjih.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali lahko vizija nadomesti torzijsko postajo?

Ne. Torzija je procesna vrednost, ne pa vizualna. Pravilna integracija je povezava rezultata orodja z zaporedno številko dela ter dovoljenje blokiranja sprostitve na vizualni postaji, kadar rezultat manjka.

Koliko preverjanj lahko ena postaja izvede?

Omejitev je čas cikla in število pogledov, ne pa programska oprema. Vsak dodatni pogled povzroči zaustavitev robota, vsaka zaustavitev pa traja več sekund.

Je za preverjanje prisotnosti potrebno globoko učenje?

Pogosto ni. Klasična zaznava je napovedljivejša pri fiksni sestavni enoti v fiksnem pritrdilnem orodju. Globoko učenje se izkazuje predvsem pri določanju orientacije, teksture in v prepolnjenih scenah.

Kakšen je realističen cilj prepoznave?

Več kot 99 odstotkov pri dobro opredeljenem preverjanju pod nadzorovanim osvetlitvenim pogojev, pri čemer je številka navedena na preverjanje in izmerjena na predhodno določeni množici, ki vključuje tudi vračila iz obrata.

Zaključek

Vidna kontrola na koncu proizvodne linije je omejenega obsega, a zelo ugledna. Odlično opravlja preverjanja prisotnosti, orientacije, besedila in usmerjanja; ne more pa zaznati navora, notranjih komponent, tekočin in funkcionalnosti. Postaja, ki to jasno navaja v svoji specifikaciji, uživa zaupanje pri preverjanjih, ki jih opravlja, kar je vrednejše od pretiranih trditev.

Najprej oblikujte kontrolni seznam, nato izberite poglede in nazadnje preverite z napakami, ki so že znane iz prakse. Če sledite tem korakom v navedenem vrstnem redu, postane postaja prehodno mesto; v vsakem drugem vrstnem redu pa postane le fotografirna kabina.