Ytinspektion av block efter rengöring: Tre stationer, ett genomlöp

Översikt

Ett block som lämnar tvätten och ser rent ut kan ändå undergå fel av två olika orsaker som ser identiska ut i en bild: en gjutdefekt som alltid funnits där och en skärv som inte togs bort under tvätten. Att skilja mellan dessa två är syftet med att utföra inspektionen omedelbart efter tvätten istället för vid linjens slut.

Inspektionen tjänar också tvätten. Om skärvor hittas på ett konsekvent område pekar detta på en munstycksposition, ett filtreringssteg eller en fästpunkt, och det pekas på detta inom samma skift snarare än tre veckor senare när komponenten misslyckas vid monteringen.

Big Bird Industrial (tidigare Shimada Big Bird Industrial) har byggt rengörings- och avkantningssystem för bilmotorers drivlina sedan 2001, och den stationstilldelning som beskrivs här följer produktionslinjer för dieselblock, med hjälp av en robotburen kamera med hög upplösning och bred diffus belysning över tre stationer.

1. Varför positionen efter tvättmaskinen är avgörande

Samma fel ger olika information beroende på var det upptäcks, och positionen direkt efter tvättmaskinen är den som skiljer orsak från konsekvens.

Tilldelning utan gissning

Vid linjens slut kan en skärv på en bearbetad yta ha kommit från tvättmaskinen, från monteringsoperationen, från en fästutrustning eller från omgivningen. Direkt efter tvättmaskinen finns endast en möjlig kandidat, vilket omvandlar en utredning till en kontroll.

Tvättmaskinen får ett resultat

Ett tvättssteg bedöms normalt genom en provtagen extraktion, som rapporterar en masssiffra timmar efter att komponenten tillverkats. En inspektionsstation rapporterar per komponent och per plats, vilket är en annan typ av feedback: den anger vilken yta, inte bara hur mycket.

2. Tre stationer och vad varje station ser

En blockkomponent kan inte inspekteras i en enda vy. Dess relevanta ytor är riktade åt flera olika håll, och de ytor som är svårast att se är ofta de där spån samlas.

Undersidan, omkretsen och granskningen

Anordningen som används på dieselblock täcker undersidan, omkretsytorna och en granskningsposition där tvetydiga fynd undersöks av en person. De tre positionerna är inte redundanta: undersidan samlar spån genom gravitation, omkretsen innehåller de bearbetade ytorna som sammanfogas med andra komponenter, och granskningspositionen finns eftersom inte alla tvetydiga fynd bör beslutas av en modell.

Kameror monterade på robotar jämfört med fasta kameror

En robot som bär en kamera kan nå flera ytor med en sensor, men det kräver rörelsetid och påverkar banans noggrannhet. Fastmonterade kameror som täcker en station är snabbare, men kräver en kamera per vy. På en blockanläggning är robotanordningen vanlig eftersom antalet vyer är stort och delen presenteras i en enda orientering.

3. En metallspånskärm och en defekt ser likadana ut

Den svåraste delen av ytkontrollen efter tvätt är att de två sakerna som den måste skilja åt är visuellt liknande.

Varför skiljandet är svårt

En metallspånskärm som ligger på en bearbetad yta har en kant, en skugga och en kontrast mot bakgrunden – precis vad en repa eller en dödning ger. En modell som tränats endast på exempel på defekter kommer att klassificera spånskärmar som defekter, och en station som gör det genererar falska alarm som underminerar tilliten inom en vecka.

Hur skiljandet görs

De pålitliga avgränsningsfaktorerna är fysiska snarare än statistiska. En spånskärm ligger ovanför ytan och kastar en skugga vars riktning följer ljuskällans rörelse, medan en dödning är en fördjupning vars skuggning inte gör det. En spånskärm kan förflyttas med en luftpust; en defekt kan inte det. Genom att använda en andra exponering med en annan ljusriktning, eller en luftpust innan omfotografering, omvandlas en tvetydig klassificering till en fysisk test.

4. Människans granskningsstation

En granskningsposition är inte ett misslyckat automatiserat steg. Den gör det möjligt att ställa in de automatiserade stationerna på en känslighet som upptäcker allt utan att skapa en kö av beslut som ingen kan lösa.

Vad granskning är till för

Granskning hanterar fallen där bilden inte tydligt separerar klasserna: en märkning som kanske är en repa eller kanske torkad kylvätska, en fläck som kanske är porositet eller kanske en spricka. En person med en lampa och förstoring tittar en gång och fattar ett beslut – vilket tar några sekunder och löser frågan.

Så håller vi granskningen trovärdig

Risken är att granskningen blir en plats där allt godkäns under tidspress. Genom att registrera vad granskaren beslutade och sampla dessa beslut mot en laboratoriegranskning kan den totala undvikningsfrekvensen för stationen mätas istället för att antas.

En granskningsplats kräver också rätt verktyg för den fråga som ställs. En förstoringslupp och en lampa med låg vinkel avslöjar en repa; en luftmunstycke avgör om en fläck är löst material; en inspektionskamera (borescope) avslöjar ett borrhål som kameran inte kan se in i. Att tillhandahålla alla tre verktygen vid granskningsplatsen är billigare än att skicka tillbaka delen till tvätten för ny granskning.

5. Belysning av en fuktig del

Att granska omedelbart efter tvätt innebär att granska en del som fortfarande kan vara fuktig, och vatten förändrar hur en yta ser ut. Ett vattenskikt fyller ytliga repor och döljer dem; vattendroppar skapar glanspunkter som tolkas som egenskaper.

Den praktiska lösningen är antingen att granska efter torkning eller att acceptera en fuktig del och utforma belysningen därefter, med bred diffus belysning som inte ger upphov till speglade avbildningar av dropparna. Om kriteriet inkluderar torrhet är granskning efter torkning det enda alternativet, eftersom en fuktig del inte kan bedömas avseende vatten.

6. Återkoppling av resultatet till tvätten

En inspektionsstation genererar data som bara är användbar om den når de personer som kan vidta åtgärder. Den användbara formen är en karta: vilken yta, vilken plats, hur ofta och om fyndet är en skärv eller en defekt.

En kluster av skärvfynd på en sida pekar på ett dysproblem eller ett filtreringsproblem. En kluster av repfynd pekar på hantering eller fixturering. Båda är åtgärdbara inom en skift, och båda är osynliga i en rapport som endast anger hur många delar som misslyckades.

7. Cykeltid och var stationen är placerad

Inspektion efter tvätt konkurrerar med linjen om delen, och stationen måste släppa den tillräckligt snabbt för att tvätten inte ska behöva vänta.

Tre stationer i serie

Med en robot som bär kameran körs de tre vyerna efter varandra på samma del, så stationstiden är summan av rörelserna plus bildbehandlingen. På en blocktid som utgör en betydande andel av en minut, vilket är anledningen till att stationen ofta placeras där en liten buffert finns istället for direkt i tvättarens utgångsväg.

Stickprovskontroll jämfört med fullständig kontroll

Att kontrollera varje del är endast möjligt när stationstiden får plats inom takttiden. Där detta inte är fallet är den vanliga kompromissen att kontrollera varje del på ytor som innebär högst risk och att granska resten enligt ett stickprovsplan. Denna kompromiss bör skrivas in i specifikationen, eftersom en station som köps för fullständig kontroll men drivs med stickprovskontroll har en annan motivering.

Placeringen avgör också vad stationen kan verifiera. Omedelbart efter tvättmaskinen verifierar den delens tillstånd efter tvättning; hundra meter längre ner i linjen verifierar den delens tillstånd efter överföring, hantering och eventuell väntetid – vilket är ett annat påstående och ett svagare ett. Att flytta en station nedströms är enkelt på en layoutritning men dyrt vad den inte längre kan förklara. Samma logik gäller för placering efter en buffert eller efter kylning, där kondens och hantering redan har förändrat ytan.

Vanliga frågor

Skall stationen placeras före eller efter torkning?

Efter torkning om torrhet ingår i godkännandekriteriet, eftersom vatten på ytan förhindrar bedömning av både ytan och torrheten. Före torkning endast om processen inte har något krav på torrhet.

Hur liten defekt kan upptäckas?

På bearbetade blockytor kan defektkonturer i halvmillimetersstorlek upptäckas med en kamera med hög upplösning och diffust ljus. Mindre detaljer kräver en smalare synfält och fler stationer.

Ersätter stationen renlighetstestet?

Nej. Ytinspektion hittar det som är synligt på en yta; renlighetstestet mäter vad som extraheras från ett område, inklusive material inuti passages. De två ställer olika frågor och båda är nödvändiga.

Hur valideras stationen?

Med en uppsättning delar som bär kända defekter och känd spånkontaminering, båda presenterade upprepade gånger. En station som endast testats på rena delar har inte visat något om dess upptäcktsfrekvens.

Slutsats

Inspektion omedelbart efter tvättmaskinen omvandlar ett sent fel till en signal samma skift, och den separerar ett spån från en gjutdefekt vid den enda punkten där skillnaden är entydig. Tre stationer täcker ytorna; granskningspositionen hanterar det som bilden inte kan klargöra.

Stationen är värd att bygga endast om dess utdata når tvättmaskinen som en platskarta snarare än som en godkännandeprocent. En räkning av misslyckanden säger ingen vilken munstycke som ska kontrolleras.