أي نقاط التفتيش تحتاج إلى تقنية الفحص البصري الآلي على خط التجميع؟

بواسطة هوانغ شياولي | بنلونغ للأتمتة

عند التعامل مع خط كهربائي منخفض الجهد، فإن تسليم جودة رديئة عن طريق إرسال قواطع دوائر تحتوي على تلامس فضي مضبوط بشكل غير صحيح، أو مكونات مقلوبة، أو رمز ليزر غير مقروء سيؤدي إلى إنهاء العمليات التجارية بشكل فوري. لسنوات عديدة، كان الحارس الوحيد ضد مثل هذه العيوب هو مشغل جيد ذو بصر حاد ومصباح قوي. ومع ذلك، تصبح هذه الممارسات غير فعالة مع زيادة حجم الإنتاج إلى مئات الآلاف من الوحدات كل شهر ومتطلبات جودة أكثر صرامة من التجارة الخارجية. لذلك، اعتمد منتجو القواطع والعدادات على الاستخدام الحصري لـ تقنية الفحص البصري الآلي.

الغرض من هذا المستند هو شرح ما تنطوي عليه التقنية المذكورة أعلاه، وكذلك في أي الحالات تكون الأكثر فائدة وكيف يمكن إنشاء نظام يسمح بالكشف عن العيوب دون رفض المنتج الجيد. سيتم تناول أربع نقاط تؤثر بشكل كبير على إنتاجية تصنيع القواطع والعدادات: اتجاه المكونات، جودة التلامس الفضي، نتائج التجميع الآلي، وجودة العلامات بالليزر.

ما هي تقنية الفحص البصري الآلي؟

ببساطة،, فحص الرؤية الآلية يحل محل قرار الحكم البشري بكاميرا وجهاز كمبيوتر. يدخل الجزء إلى محطة، يبرز الإضاءة المسيطر عليها الميزة المهمة، تلتقط كاميرا واحدة أو أكثر صورة، ويقارن البرنامج ما يراه مع معيار محدد. خلال أجزاء من الثانية، يعيد النظام حكمه، ناجح، فاشل، أو إعادة عمل، ويشير إلى الخط لمواصلة تحريك الوحدة الجيدة أو تحويل الوحدة السيئة. غالبًا ما توصف نفس التقنية على أرض المصنع باسم الفحص البصري الآلي, ، أو AOI، وفي المصانع الكهربائية الصينية يتم تنفيذها عادةً كـ فحص بصري CCD, ، نسبة إلى أجهزة الاستشعار ذات الشحنة المزدوجة في الكاميرات.

التغيير الكبير ليس في الكاميرا بل في الاختيار المتخذ. يقوم الفرد الذي يفحص عشرة آلاف قاطع دائرة خلال فترة عمل باتخاذ عشرة آلاف قرار. ومع ذلك، حتى قدرة اتخاذ القرار لدى المفتش الكفء تنخفض إلى أدنى مستوى خلال ساعات قليلة من العمل. على سبيل المثال، يتخذ نظام الرؤية قراره بنفس الطريقة على القطعة الأولى والمليون من المعدات. بالإضافة إلى ذلك، وعلى عكس الإنسان، يسجل نتائج جميع الفحوصات مقابل رمز الباركود للمعدات، مما يخلق سجل جودة يمكن تتبعه.

لماذا لا يمكن للفحص اليدوي المواكبة

هناك ثلاث عيوب للفحص البصري اليدوي. فهو بطيء لأن الإنسان يمكنه النظر إلى جانب واحد فقط في كل مرة ويجب عليه رفع وتدوير ووضع كل قطعة بشكل فعلي. كما أنه غير متسق لأن مستوى التشتت والإضاءة والمزاج يؤثر على الأداء طوال فترة العمل وبين المشغلين. وأخيرًا، فهو غامض لأن التقييم الذي يقوم به الإنسان لا يترك أي دليل، مما يجعل من المستحيل تحديد المنتجات التي تم فحصها أو ربط العطل في الميدان بالفحص. كل هذه القيود مجتمعة تتحول إلى معدل هروب يمكن قياسه على خط إنتاج عالي السرعة، وهو عدد العيوب التي تمر دون أن تُلاحظ، مما يقلل من الربح بسبب الإرجاعات والعمليات الإضافية. الاقتصاديات وراء ناقل فحص MCB توضح النقطة بوضوح: نقل الفحص من منصة يدوية إلى خط آلي مسجل البيانات هو المصدر الرئيسي لمعظم مكاسب الكفاءة.

أربع نقاط تفتيش حيث يثبت الفحص البصري الآلي قيمته

تكون الرؤية أكثر قيمة في النقاط التي يكون فيها اكتشاف العطل رخيصًا وتكلفة تفويته مرتفعة. على خط القواطع أو العدادات، تبرز أربع نقاط تفتيش من هذا النوع. العطل الذي يُكتشف عند التغذية يكلف جزءًا بسيطًا من نفس العطل الذي يُكتشف بعد التجميع النهائي، عندما تُفقد القيمة المضافة بالفعل في الوحدة.

توجيه المكون عند التغذية

تصل معظم الأجزاء الكهربائية الصغيرة إلى الخط بكميات كبيرة ويتم فصلها بواسطة مغذي وعائي اهتزازي. المشكلة هي أن المغذي يعرض الأجزاء بأي اتجاه تسقط به بفعل الجاذبية، والعديد من المكونات تبدو متشابهة تقريبًا من الأمام والخلف. تركيب جزء مقلوب هو أحد أكثر الأسباب شيوعًا لتجميع ميت في المراحل التالية. كشف التوجيه يحل هذه المشكلة بوضع كاميرا فوق مسار التغذية: يقرأ النظام توقيع كل جزء من الأمام والخلف أثناء مروره ويرفض أو يعيد تدوير أي جزء يواجه الاتجاه الخاطئ قبل أن يصل إلى عش التجميع. وبما أن الفحص يحدث عند التغذية، فإن الجزء الموجه بشكل خاطئ لا يستهلك دورة محطة أو مثبت. معدات الكشف الآلي البصري للمسامير في قواطع الدائرة الصغيرة تطبق هذا المبدأ بالضبط، باستخدام كاميرات عالية الدقة وبرمجيات معالجة الصور لتأكيد موقع وضبط كل جزء بسرعة تصل إلى حوالي ثانية واحدة لكل قطب، بينما تقدم معدات إيقاف تجميع قواطع الدائرة الصغيرة الذكية لدينا إما كشفًا بصريًا أو كشفًا بالألياف الضوئية للتغذية المعيبة حسب الجزء.

جودة النقطة الفضية عند التغذية

النقطة الفضية هي مكون أساسي لقاطع الدائرة، وهي أيضًا من بين أغلى الأجزاء في فاتورة المواد. إذا وصلت جهة اتصال فضية أو مسمار ثنائي المعدن إلى المنشأة وهي متشققة أو مشوهة أو صغيرة الحجم أو ملوثة، فسينتج عن ذلك قاطع يفشل في اختبار مقاومة الاتصال أو، والأسوأ من ذلك، يسخن بشكل مفرط. لذلك، من المنطقي اقتصاديًا فحص جهات الاتصال الفضية أثناء عملية التغذية قبل اللحام، كما يحسن ذلك جودة اللحام لأن جهات الاتصال الفضية المعيبة يتم تحديدها في هذه المرحلة. يتم الفحص باستخدام محطة رؤية ويتضمن التحقق من الأبعاد والشكل وسطح كل جهة اتصال قبل لحامها. يتوافق هذا الفحص بشكل طبيعي مع اللحام: جهازنا آلة اللحام الأوتوماتيكية للنقطة الفضية وجهة الاتصال الثابتة تبني وظيفة فحص الجودة التي تراقب اللحام نفسه، بينما يتم تغطية السياق الأوسع للحام الدقيق لجهات الاتصال الفضية في نظرتنا العامة حول ما تعنيه الأتمتة لتصنيع الأجهزة الكهربائية. معًا، تغلق رؤى ما قبل اللحام وما بعد اللحام الحلقة على الوصلة الأكثر أهمية في المنتج.

التحقق من نتيجة التجميع الأوتوماتيكي

يؤكد الفحص البصري بعد التجميع أن المحطة الآلية قامت فعليًا بما كان من المفترض أن تفعله. بينما الأتمتة موثوقة، فهي ليست خالية من الأخطاء: قد لا يكون المسمار موجودًا أو في الموضع الصحيح؛ قد لا يكون الزنبرك في الموضع الصحيح؛ قد يكون الغطاء بارزًا؛ وقد يكون الطرف مثنيًا. تتحقق كاميرا موجودة بعد عمليات التجميع الرئيسية من وجود العناصر، وموقعها، ووضعها مقابل معيار مرجعي جيد وتعلم الوحدة بأنها غير مطابقة إذا لم تتوافق مع هذا المرجع. يحول هذا محطة التجميع من نظام مفتوح إلى نظام مغلق، حيث يتعلم خط الإنتاج فورًا عندما يخرج شيء ما عن المواصفات بدلاً من اكتشاف ذلك في نهاية الإنتاج أثناء الاختبار النهائي. تبني Benlong هذا النوع من الفحص المتسلسل في خطوطها؛ خطنا خط التجميع والفحص الأوتوماتيكي للمرحلات الحالة الصلبة يربط بين عدة فحوصات CCD بين خطوات التجميع بحيث يتم اكتشاف العيب في المحطة التي تسببت به، وليس نقله إلى نهاية الخط. فحص العلامة بالليزر بعد الترميز.

يغادر كل قاطع، أو عداد، أو شاحن المصنع حاملاً معلومات مطبوعة أو موسومة بالليزر: العلامة التجارية، التصنيف، الأقطاب، المعايير، رمز الدفعة، وغالبًا رمز مصفوفة البيانات أو رمز QR للتتبع. إذا كانت تلك العلامة مفقودة أو موضوعة بشكل خاطئ أو باهتة أو خاطئة، فإن الوحدة غير قابلة للبيع وإذا كان الرمز غير قابل للقراءة، فلا يمكن تتبعه.

يستخدم فحص العلامات بالليزر الرؤية مباشرة بعد محطة الوسم للتحقق من وجود المحتوى الصحيح، ووضوحه، ووضعه الصحيح، ولتقييم قابلية قراءة أي رمز ثنائي الأبعاد. نظرًا لأن الوسم هو أحد العمليات الأخيرة، فإن اكتشاف خطأ هنا يمنع شحن وحدة نهائية بها عيب سيراه العميل أولاً. جهازنا. معدات الوسم بالليزر الأوتوماتيكية لروبوت قواطع الدائرة الصغيرة (MCB) يستخدم الرؤية مباشرة بعد محطة العلامات للتحقق من وجود المحتوى الصحيح، قابليته للقراءة، ووضعه الصحيح، ولتقييم قابلية قراءة أي رمز ثنائي الأبعاد. نظرًا لأن العلامة هي واحدة من العمليات الأخيرة، فإن الخطأ الذي يتم اكتشافه هنا يمنع الوحدة النهائية من الشحن مع عيب قد يراه العميل أولاً. لدينا معدات العلامات بالليزر الآلية لروبوت MCB يدمج فحص CCD مباشرة في خلية الوسم، بحيث يتم التحقق من العلامة في نفس اللحظة التي تُطبق فيها.

كيف تعمل التكنولوجيا تحت الغطاء

تتكون من أربعة أجزاء، ويجب أن تعمل جميع المكونات الأربعة معًا لكي يكون النظام فعالًا. أولاً، هناك جانب الإضاءة. الإضاءة المناسبة ضرورية للقدرة على كشف العيب، لذا فإن مشكلة هندسية صعبة الحل مضاءة جيدًا أفضل بكثير من مشكلة تبدو بسيطة ولكنها مضاءة بشكل سيء. ثم تلتقط الكاميرا والعدسة الصورة؛ الدقة تتناسب مع حجم العيب الذي يتم اكتشافه. بمجرد التقاط الصورة، يُستخدم بعض البرامج لتحليلها، مع إمكانيات التحليل التي تتراوح بين القياسات بناءً على مقارنة الكمية مع التسامح إلى الفحص مقابل العينة الذهبية أو استخدام نماذج التعلم العميق. وأخيرًا، ينفذ النظام عمليته عن طريق إرسال النتيجة (نجاح/فشل) إلى متحكم الخط مع تسجيل النتيجة في نظام MES.

الهدف النهائي لنظام فعال للفحص البصري الآلي هو التأكد من أن القرار المتخذ صحيح وليس جميلاً. يتم تحديد دقة النظام بمعدل الرفض الخاطئ، وهو نسبة المنتجات الجيدة التي تم تصنيفها على أنها سيئة. إذا تم ضبط النظام بشكل صارم جدًا، سيتم رفض المنتجات الجيدة، مما يعني أن المشغلين سيتعرضون لانقطاعات مستمرة بسبب إنذارات القياس الخاطئة؛ وإذا لم يكن مضبوطًا بشكل صارم بما فيه الكفاية، فلن يتم اكتشاف المنتجات المعيبة.

القواعد القائمة، العينة الذهبية، أو مطابقة الرؤية بالذكاء الاصطناعي: اختيار الطريقة حسب العيب

ليس كل عيب يُكتشف بأفضل طريقة باستخدام نفس الحل، والطريقة تحدد تكلفة وموثوقية المحطة. القياس القائم على القواعد هو أفضل تقنية عندما تكون المشكلة أبعادًا ومحددة بوضوح، على سبيل المثال، التحقق من تثبيت مسمار في النافذة الصحيحة أو تحقيق الاتصال بعدد أبعاد مطلوب. إنها سريعة ومفهومة ويمكن التحقق منها بسهولة حيث أن أي قرار له رقم وتسامح. مقارنة العينة الذهبية مناسبة لقياس الميزات التي يصعب تعريفها بقياس واحد ولكن من السهل التعرف عليها مقارنة بجسم معروف جيدًا، مثل مظهر عمود مركب. الرؤية بالتعلم العميق تنطبق على أصعب المهام، مثل العيوب السطحية الشديدة، البقع، أو العيوب المتغيرة التي لا يمكن للقواعد العادية تغطيتها بفعالية، حيث تتعلم الفاصل بين العناصر المعيبة والكاملة من الأمثلة. الإنتاج الحقيقي عادة ما يكون مزيجًا من التقنيات المذكورة، مما يجعل الفحوصات البسيطة مثل قياس المعلمات البسيطة قابلة للحل بمساعدة الطريقة الكلاسيكية واستخدام نماذج التعلم الآلي للمشاكل الغامضة فقط، حيث أن كل تقنية تعلم تتطلب بعض المعالجة والضبط التي يمكن تجنبها في حالة الطرق البسيطة.

من الضروري توضيح الحدود بين قدرات فحص الرؤية واختبار الوظائف. يقوم الفحص البصري بتقييم مظهر الوحدة، وتحديد ما إذا كان المكون موجودًا، في الموضع الصحيح، خاليًا من التلف، موضوعًا بشكل صحيح، ومُعرفًا بشكل صحيح. ومع ذلك، لا يوفر الفحص البصري معلومات حول ما إذا كان القاطع قادرًا على الفصل عند القيم المطلوبة أو تحمل اختبار الجهد العالي. يمكن معالجة هذه القضايا من خلال تركيب اختبار وظيفي وكهربائي يمكنه تطبيق الأحمال وفهم سلوك المكون المختبر. تحاول الشركات الأكثر كفاءة استخدام كلا العمليتين بشكل متتالي للتخلص من العيوب المرئية والميكانيكية من خلال الفحص البصري وترك عمليات الاختبار المكلفة للأجهزة الخالية من أي عيوب بصرية. استخدام الفحص البصري كبديل للفحص الوظيفي هو نهج خاطئ لأنهما يكتشفان أعطالًا مختلفة ويستخدمان في مراحل مختلفة من العملية.

ما الذي يقدمه الفحص البصري الآلي لمصنعي المنتجات الكهربائية

العائد على الاستثمار من الفحص البصري ملحوظ في العديد من الجوانب. أولاً وقبل كل شيء، يتحسن العائد لأن المشاكل يتم اكتشافها بواسطة الجهاز في المحطة التي حدثت فيها بدلاً من مناطق الاختبار النهائية. يتم تقليل معدل الهروب مما يعني أن عددًا أقل من العناصر سيحتاج إلى الإرجاع، وسيتم الوفاء بعدد أقل من مطالبات الضمان. يزداد الإنتاج لأن اختبارات الرؤية تعمل بالتزامن مع عملية التصنيع العادية مما يلغي الحاجة إلى الفحص اليدوي. يتم إعادة تخصيص العمل اليدوي من الفحص المتكرر إلى مهام أكثر تعقيدًا، والأهم بالنسبة للمصدرين إلى الهند وتركيا والبرازيل هو أن كل فحص يتم تسجيله ويوفر التقرير المطلوب لكل منتج.

يمكن رؤية الفائدة المالية بسهولة إذا فكر المرء في تكاليف العيب الهارب. الفوز بمكون موضوع بشكل غير صحيح خلال مرحلة التغذية ينطوي فقط على تكاليف إعادة تغذيته، بينما قد يؤدي اكتشاف العيب في المرحلة الأخيرة إلى إصلاح عدة مكونات، وإذا وصل العيب إلى العميل، ستحدث خسائر مالية كبيرة ومشاكل مع الشركة. ينقل الفحص البصري عملية اكتشاف العيوب إلى المراحل المبكرة مما يجعلها بأقل تكلفة ممكنة، وهذا هو السبب في أن المصنعين ذوي الحجم الكبير يرونه كنظام أساسي وليس تحسينًا إضافيًا.

كيفية تحديد نظام الفحص البصري الآلي

يتطلب اختيار الرؤية المناسبة تواصلًا واضحًا مع مورد معداتك مسبقًا. كن مستعدًا لتقديم معلومات حول هذه الجوانب قبل طلب عرض سعر.

① قائمة العيوب. ما العيوب التي تبحث عنها؟ قدم قائمة العيوب التي تحتاج إلى اكتشافها مع مثال حقيقي لأن أي نظام لا يمكنه العمل بشكل صحيح إذا لم يتم تدريبه على رؤية العيوب.
الحد الأدنى لحجم الميزة. أصغر عيب هو الذي يحدد دقة الكاميرا والعدسات.

② وقت الدورة. حدد الوتيرة بناءً على وقت تشغيلك. يحدد وقت التكت الخاص بك السرعة التي تلتقط بها الكاميرا الصورة، وتعالج المعلومات، وتقرر نتيجة الفحص.

④ تنوع المنتجات. إذا كنت تنتج مجموعات أو أنواع أو أسماء متعددة من المنتجات، اجعل المورد الخاص بك يوفر التبديل بناءً على الوصفات.

⑤ معدل الرفض الخاطئ المقبول. حدد مستويات الرفض الخاطئ المقبولة بحيث يتم تعريف تصميم الإضاءة والمعايرة العتبية المطلوبة.
الإضاءة والبيئة المحيطة. التشطيب الفضي، العلبة السوداء، والملصقات اللامعة ستفرض متطلبات إضاءة محددة.

⑥ المعلومات والتتبع. حدد المعلومات التي يجب تسجيلها، وطرق الربط بين النتائج والباركود، والروابط الأخرى.

⑦ التكامل والإزالة. حدد عملية رفض الوحدات المعيبة والسماح للسلع الجيدة بالاستمرار.

الأخطاء الشائعة التي يجب تجنبها

معظم فشل أنظمة الرؤية يعود إلى بعض الأخطاء التي كان بإمكاننا تجنبها تمامًا. الأول هو الاستثمار في الكاميرات حيث كان يجب الاستثمار في الإضاءة، لأن المستشعرات ذات الدقة الأعلى لا يمكنها تحسين مشهد خافت. الخطأ الشائع الثاني هو تحديد الرؤية وفقًا لقائمة عيوب غير واضحة والتساؤل لماذا لم يتم العثور على العيب الذي لم يذكره أحد. الخطأ الثالث هو تجاهل التبديل بحيث يحتاج خط يمكنه تشغيل عشرين منتجًا بشكل مستقل إلى تعليم يدوي في كل مرة يتم فيها التبديل. الرابع هو التعامل مع معدلات الرفض الخاطئ كأمر ثانوي مما يحول حتى النظام الممتاز إلى نظام يتعلم المشغلون تجاهله عند استخدامه. وأخيرًا، المثال الأكثر انتشارًا هو إرفاق نظام الرؤية في النهاية بدلاً من دمج نقاط فحص الرؤية في العملية.

بناء الفحص داخل الخط، وليس عليه

على مر السنين، تحولت تقنية الفحص الآلي من إضافة فاخرة إلى مكون قياسي لمصنعي الأجهزة الكهربائية منخفضة الجهد. هؤلاء المنتجون هم الذين حققوا النجاح باستخدام الرؤية في الوقت المناسب، أي عند المغذي، وعش التجميع، ورأس العلامة، لمنع الجهاز غير المطابق من مغادرة موقع الإنتاج. عند القيام بذلك بشكل صحيح، لا تقوم الرؤية فقط برمي المنتج المعيب، بل تولد بيانات تساعد في الحفاظ على امتثال خط الإنتاج بأكمله وتسمح للعملاء باستلام المنتج مع سجل تتبع كامل.

طورت شركة Benlong Automation تقنية الرؤية الآلية باستخدام CCD والرؤية عالية الدقة منذ عام 2008، بدءًا من فحص المسامير والاتصالات الفضية في مرحلة التغذية، وإنهاء الفحص بعد التجميع والعلامة، ويتم تسجيل جميع مراحل التشغيل تلقائيًا في نظام MES.
لذا إذا كنت بحاجة إلى إنشاء خط إنتاج جديد أو فقط تنفيذ الرؤية الآلية في إنتاجك، سنكون سعداء بمساعدتك في ذلك.