کدام نقاط کنترل به فناوری بازرسی بصری خودکار در خط مونتاژ نیاز دارند؟

توسط هوانگ شیاولی | بن‌لونگ اتوماسیون

هنگام کار با یک خط برق کم‌ولتاژ، تحویل کیفیت پایین با ارسال مدارشکن‌هایی با تماس نقره‌ای تنظیم نشده، قطعات معکوس شده یا کد لیزری ناخوانا، به طور خلاصه عملیات تجاری را متوقف خواهد کرد. برای سال‌ها تنها حفاظ در برابر چنین نقص‌هایی، یک اپراتور ماهر با دید تیز و چراغ قوی بود. با این حال، چنین روش‌هایی با افزایش حجم تولید به صدها هزار واحد در هر ماه و الزامات کیفیت سختگیرانه‌تر از تجارت خارجی، ناکارآمد می‌شوند. بنابراین، تولیدکنندگان مدارشکن‌ها و کنتورها به استفاده انحصاری از فناوری بازرسی بصری خودکار.

هدف این سند توضیح فناوری فوق و همچنین مواردی است که در آن بیشترین بهره‌وری را دارد و چگونه می‌توان سیستمی ایجاد کرد که امکان شناسایی نقص بدون رد محصول خوب را فراهم کند. چهار نکته‌ای که به طور قابل توجهی بر بازده تولید مدارشکن‌ها و کنتورها تأثیر می‌گذارند، عبارتند از: جهت‌گیری قطعات، کیفیت تماس نقره‌ای، نتایج مونتاژ خودکار و کیفیت علامت‌گذاری لیزری.

فناوری بازرسی بصری خودکار چیست؟

به ساده‌ترین شکل،, بازرسی بینایی ماشین جایگزین تصمیم‌گیری انسانی با یک دوربین و کامپیوتر می‌شود. یک قطعه وارد ایستگاه می‌شود، نورپردازی کنترل شده ویژگی مورد نظر را برجسته می‌کند، یک یا چند دوربین تصویر را ضبط می‌کنند و نرم‌افزار آنچه را می‌بیند با یک استاندارد تعریف شده مقایسه می‌کند. در عرض میلی‌ثانیه سیستم حکم خود را صادر می‌کند: قبول، رد یا بازکاری، و به خط تولید سیگنال می‌دهد که واحد خوب را به حرکت ادامه دهد یا واحد معیوب را منحرف کند. این فناوری اغلب در کارخانه به عنوان بازرسی نوری خودکار, یا AOI توصیف می‌شود و در کارخانه‌های برق چینی معمولاً به صورت بازرسی بصری CCD, اجرا می‌شود که نام آن از حسگرهای دستگاه جفت‌شده بار در دوربین‌ها گرفته شده است.

تغییر قابل توجه در دوربین نیست بلکه در انتخاب انجام شده است. فردی که در یک شیفت ده هزار مدارشکن را بررسی می‌کند، ده هزار تصمیم می‌گیرد. با این حال، حتی توانایی تصمیم‌گیری یک بازرس ماهر در عرض چند ساعت کار به پایین‌ترین سطح خود کاهش می‌یابد. برای مثال، یک سیستم بینایی تصمیم خود را به همان شکل در اولین و میلیونمین قطعه تجهیزات می‌گیرد. علاوه بر این، برخلاف انسان، نتایج همه بازرسی‌ها را با بارکد تجهیزات ثبت می‌کند و بدین ترتیب تاریخچه کیفیتی ایجاد می‌کند که قابل پیگیری است.

چرا بازرسی دستی نمی‌تواند همگام باشد

سه معایب بازرسی بصری دستی وجود دارد. این کار کند است زیرا یک انسان تنها می‌تواند یک جنبه را در یک زمان مشاهده کند و باید هر قطعه را به صورت فیزیکی بلند کند، بچرخاند و دوباره بگذارد. این کار ناپایدار است زیرا سطح حواس‌پرتی، روشنایی و حالت روحی در طول شیفت و بین اپراتورها بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. در نهایت، این کار مبهم است زیرا ارزیابی انجام شده توسط انسان هیچ مدرکی باقی نمی‌گذارد، بنابراین امکان تعیین اینکه کدام محصولات بازرسی شده‌اند یا اتصال نقص در میدان به بازرسی وجود ندارد. تمام محدودیت‌ها با هم به نرخ فرار قابل اندازه‌گیری در خط تولید با سرعت بالا تبدیل می‌شوند، یعنی تعداد نقص‌هایی که بدون دیده شدن عبور می‌کنند، که به این ترتیب سود را به دلیل بازگشت‌ها و فرآیندهای اضافی کاهش می‌دهد. اقتصاد پشت سر ما نقاله بازرسی MCB به وضوح بیان می‌کند: انتقال بازرسی از یک میز دستی به یک خط خودکار و ثبت داده‌ها جایی است که بیشتر بهره‌وری حاصل می‌شود.

چهار نقطه بازرسی که بازرسی بصری خودکار ارزش خود را نشان می‌دهد

بینایی در نقاطی که گرفتن نقص ارزان و از دست دادن آن گران است، بیشترین ارزش را دارد. در خط تولید کلید یا کنتور، چهار نقطه بازرسی چنین برجسته هستند. نقصی که در مرحله تغذیه گرفته شود، هزینه کمتری نسبت به همان نقصی دارد که پس از مونتاژ نهایی کشف شود، زمانی که ارزش ساخته شده در واحد از دست رفته است..

جهت‌گیری قطعه در مرحله تغذیه

بیشتر قطعات کوچک الکتریکی به صورت عمده به خط می‌رسند و توسط یک تغذیه‌کننده کاسه‌ای ارتعاشی جدا می‌شوند. مشکل این است که تغذیه‌کننده قطعات را در هر جهتی که جاذبه آنها را قرار می‌دهد ارائه می‌دهد و بسیاری از قطعات از جلو و پشت تقریباً یکسان به نظر می‌رسند. نصب قطعه به صورت معکوس یکی از رایج‌ترین دلایل مونتاژ مرده در پایین‌دست است. تشخیص جهت‌گیری این مشکل را با قرار دادن یک دوربین بر روی مسیر تغذیه حل می‌کند: سیستم امضای جلو و پشت هر قطعه را هنگام عبور می‌خواند و هر قطعه‌ای که به سمت اشتباه باشد را رد یا دوباره گردش می‌دهد قبل از اینکه به لانه مونتاژ برسد. چون این بررسی در مرحله تغذیه انجام می‌شود، قطعه‌ای که به سمت اشتباه است هرگز چرخه ایستگاه یا پیچ‌گوشتی را مصرف نمی‌کند. ما تجهیزات تشخیص خودکار میخ‌کوبی بصری MCB دقیقاً همین اصل را به کار می‌گیرد، با استفاده از دوربین‌های با وضوح بالا و نرم‌افزار پردازش تصویر برای تأیید موقعیت و تنظیم هر قطعه به سرعت حدود یک ثانیه برای هر قطب، در حالی که تجهیزات توقف مونتاژ هوشمند MCB ما بسته به قطعه، تشخیص بصری یا فیبر نوری تغذیه‌های معیوب را ارائه می‌دهد.

کیفیت نقطه نقره‌ای در مرحله تغذیه

نقطه نقره‌ای یک جزء اساسی در مدار شکن است و همچنین از گران‌ترین قطعات در فهرست مواد می‌باشد. اگر یک تماس نقره‌ای یا پرچ بیمتال در شرایط ترک‌خورده، تغییر شکل یافته، کوچک‌تر از اندازه یا آلوده به کارخانه برسد، منجر به شکست مدار شکن در تست مقاومت تماس یا حتی بدتر، گرم شدن بیش از حد آن خواهد شد. بنابراین، بازرسی تماس‌های نقره‌ای در فرآیند تغذیه قبل از جوشکاری از نظر اقتصادی منطقی است و همچنین کیفیت جوش را بهبود می‌بخشد زیرا تماس‌های نقره‌ای معیوب در این مرحله شناسایی می‌شوند. این بازرسی با ایستگاه بینایی انجام می‌شود و شامل بررسی ابعاد، شکل و سطح هر تماس قبل از جوشکاری است. این بازرسی به طور طبیعی با جوشکاری جفت می‌شود: دستگاه جوشکاری خودکار نقطه نقره‌ای و تماس ثابت ما عملکرد بازرسی کیفیت را در خود جای داده است که خود جوش را نظارت می‌کند، در حالی که زمینه گسترده‌تر در مورد جوشکاری دقیق تماس‌های نقره‌ای در مرور کلی ما درباره معنای اتوماسیون برای تولید برق. پوشش داده شده است. به طور مشترک، بینایی قبل و بعد از جوشکاری حلقه را بر روی بحرانی‌ترین اتصال در محصول می‌بندد.

تأیید نتیجه مونتاژ خودکار

بازرسی بصری پس از مونتاژ تأیید می‌کند که یک ایستگاه خودکار واقعاً کاری را که باید انجام دهد، انجام داده است. در حالی که اتوماسیون قابل اعتماد است، اما بی‌نقص نیست: ممکن است یک پیچ وجود نداشته باشد یا در موقعیت صحیح نباشد؛ یک فنر ممکن است در موقعیت درست نباشد؛ پوشش ممکن است برجسته باشد؛ و یک ترمینال ممکن است خم شده باشد. یک دوربین که پس از عملیات کلیدی مونتاژ قرار دارد، حضور، موقعیت و جایگذاری را در برابر یک استاندارد مرجع خوب بررسی می‌کند و اگر واحد با این مرجع مطابقت نداشته باشد، آن را به عنوان غیرمطابق علامت‌گذاری می‌کند. این ایستگاه مونتاژ را از یک سیستم حلقه باز به یک سیستم حلقه بسته تبدیل می‌کند، زیرا خط تولید بلافاصله یاد می‌گیرد که وقتی چیزی از مشخصات خارج می‌شود، به جای اینکه این موضوع در پایان تولید در آزمایش نهایی کشف شود. بنلونگ این سبک از بررسی در خط را در سراسر خطوط خود ایجاد می‌کند؛ خط مونتاژ و بازرسی خودکار رله حالت جامد ما چندین بررسی CCD را بین مراحل مونتاژ زنجیره می‌کند تا نقص در ایستگاهی که آن را ایجاد کرده است، شناسایی شود و به انتهای خط منتقل نشود.

بازرسی علامت لیزری پس از کدگذاری

هر مدار شکن، متر و شارژر از کارخانه با اطلاعات چاپ شده یا علامت‌گذاری لیزری خارج می‌شود: برند، رتبه‌بندی، قطب‌ها، استانداردها، کد دسته و اغلب یک کد ماتریس داده یا QR برای ردیابی. اگر آن علامت وجود نداشته باشد، جابجا شده باشد، کم‌رنگ باشد یا اشتباه باشد، واحد قابل فروش نیست و اگر کد خوانا نباشد، غیرقابل ردیابی است. بازرسی علامت‌گذاری لیزری بلافاصله پس از ایستگاه علامت‌گذاری با استفاده از بینایی انجام می‌شود تا تأیید کند که محتوای صحیح وجود دارد، خوانا است و به درستی قرار گرفته است و خوانایی هر کد دوبعدی را درجه‌بندی می‌کند. چون علامت‌گذاری یکی از آخرین عملیات‌ها است، خطایی که در اینجا شناسایی شود، هنوز از ارسال واحد نهایی با نقصی که مشتری ابتدا می‌بیند، جلوگیری می‌کند. دستگاه علامت‌گذاری لیزری خودکار ربات MCB ما CCD را مستقیماً در سلول علامت‌گذاری ادغام می‌کند، بنابراین علامت در همان لحظه‌ای که اعمال می‌شود، تأیید می‌شود.

فناوری چگونه در پشت صحنه کار می‌کند

این فناوری از چهار بخش تشکیل شده است و هر چهار جزء باید با هم کار کنند تا سیستم مؤثر باشد. ابتدا، جنبه نورپردازی وجود دارد. نورپردازی مناسب برای توانایی آشکارسازی نقص ضروری است، بنابراین یک مسئله مهندسی سخت‌حل که به خوبی روشن شده است بسیار بهتر از یک مسئله ساده به نظر می‌رسد که نورپردازی ضعیفی دارد. سپس دوربین و لنز تصویر را می‌گیرند؛ وضوح تصویر متناسب با اندازه نقصی است که شناسایی می‌شود. پس از ثبت تصویر، از نرم‌افزاری برای تحلیل آن استفاده می‌شود که امکانات تحلیل از اندازه‌گیری‌های مبتنی بر مقایسه کمیت با تلورانس تا بازرسی در برابر نمونه طلایی یا استفاده از مدل‌های یادگیری عمیق متغیر است. در نهایت، سیستم عملیات خود را با ارسال نتیجه (قبول/رد) به کنترل‌کننده خط و ثبت نتیجه در سیستم MES اجرا می‌کند.

هدف نهایی یک سیستم بازرسی بصری خودکار کارآمد اطمینان از صحت تصمیم گرفته شده است نه زیبایی آن. دقت سیستم توسط نرخ رد کاذب تعیین می‌شود، که درصد محصولات خوب است که به اشتباه به عنوان بد طبقه‌بندی شده‌اند. اگر سیستم بیش از حد سخت‌گیرانه تنظیم شود، محصولات خوب رد خواهند شد، به این معنی که اپراتورها به طور مداوم توسط هشدارهای اندازه‌گیری کاذب قطع خواهند شد؛ اگر به اندازه کافی سخت‌گیرانه نباشد، محصولات معیوب شناسایی نخواهند شد.

روش مبتنی بر قوانین، نمونه طلایی، یا تطبیق بینایی هوش مصنوعی متناسب با نقص

هر نقصی بهترین راه‌حل یکسانی برای شناسایی ندارد و روش تعیین‌کننده هزینه و قابلیت اطمینان ایستگاه است. اندازه‌گیری مبتنی بر قوانین بهترین تکنیک زمانی است که مشکل ابعادی و به وضوح تعریف شده باشد، برای مثال، بررسی اینکه یک پرچ در موقعیت صحیح ثابت شده است یا یک تماس به ابعاد مورد نیاز رسیده است. این روش سریع و قابل فهم است و می‌توان به راحتی آن را اعتبارسنجی کرد زیرا هر تصمیم دارای عدد و تلورانس است. مقایسه نمونه طلایی برای اندازه‌گیری ویژگی‌هایی مناسب است که تعریف آن‌ها در یک اندازه‌گیری واحد دشوار است اما نسبت به یک شیء شناخته شده خوب به راحتی قابل تشخیص است، مانند ظاهر یک پست مونتاژ شده. بینایی یادگیری عمیق برای سخت‌ترین وظایف کاربرد دارد، یعنی نقص‌های سطحی شدید، لکه‌ها یا نقص‌های متغیر که قوانین معمول نمی‌توانند به طور مؤثر پوشش دهند، با یادگیری مرز بین اقلام معیوب و کامل از نمونه‌ها. تولید واقعی معمولاً ترکیبی از تکنیک‌های ذکر شده است، به طوری که بررسی‌های ساده مانند اندازه‌گیری پارامترهای ساده با کمک روش کلاسیک قابل حل است و مدل‌های یادگیری ماشین فقط برای مشکلات مبهم استفاده می‌شوند، زیرا هر تکنیک یادگیری نیاز به پردازش و تنظیم دارد که در صورت روش‌های ساده قابل اجتناب است.

لازم است مرزهای بین قابلیت‌های بازرسی بصری و آزمایش عملکردی روشن شود. بازرسی بصری ظاهر یک واحد را ارزیابی می‌کند، تعیین می‌کند که آیا قطعه وجود دارد، در موقعیت درست است، بدون آسیب است، به درستی قرار گرفته و به درستی شناسایی شده است. با این حال، بازرسی بصری اطلاعاتی درباره اینکه آیا قطع‌کننده قادر به قطع در مقادیر مورد نیاز است یا آزمایش ولتاژ بالا را تحمل می‌کند، ارائه نمی‌دهد. این مسائل می‌توانند توسط نصب آزمایش عملکردی و الکتریکی که می‌تواند بارها را اعمال کند و رفتار قطعه آزمایش شده را درک کند، حل شوند. کارآمدترین شرکت‌ها سعی می‌کنند هر دو فرآیند را به صورت متوالی استفاده کنند تا از طریق بازرسی بصری عیوب قابل مشاهده و مکانیکی را حذف کنند و فرآیندهای آزمایشی پرهزینه را برای قطعاتی که عیوب بصری ندارند باقی بگذارند. استفاده از بازرسی بصری به جای بازرسی عملکردی رویکرد نادرستی است زیرا آن‌ها خطاهای متفاوتی را پیدا می‌کنند و در مراحل مختلف فرآیند استفاده می‌شوند.

آنچه بازرسی بصری خودکار به تولیدکنندگان برق می‌دهد

بازگشت سرمایه از بازرسی بصری در جنبه‌های زیادی قابل مشاهده است. اول از همه، بازده بهبود می‌یابد زیرا مشکلات توسط دستگاه در ایستگاهی که رخ داده‌اند شناسایی می‌شوند نه در مناطق آزمایش نهایی. نرخ فرار کاهش می‌یابد که به معنای نیاز کمتر به بازگرداندن اقلام و کاهش ادعاهای گارانتی است. توان عملیاتی افزایش می‌یابد زیرا آزمایش‌های بصری همزمان با فرآیند تولید عادی اجرا می‌شوند و نیاز به بازرسی دستی را حذف می‌کنند. نیروی کار دستی از بازرسی تکراری به وظایف پیچیده‌تر منتقل می‌شود، و چیزی که برای صادرکنندگان به هند، ترکیه و برزیل مهم‌تر است این است که هر بازرسی ثبت می‌شود و گزارش لازم برای هر محصول را فراهم می‌کند.

مزیت مالی به راحتی قابل مشاهده است اگر کسی به هزینه‌های نقص فرار فکر کند. یافتن قطعه‌ای که در مرحله تغذیه به اشتباه قرار گرفته است تنها هزینه تغذیه مجدد آن را در بر دارد، اما شناسایی نقص در مرحله نهایی ممکن است منجر به تعمیر چندین قطعه شود، و اگر نقص به مشتری رسیده باشد، خسارات مالی زیادی و مشکلاتی برای شرکت ایجاد خواهد شد. بازرسی بصری فرآیند یافتن خطا را به مراحل اولیه منتقل می‌کند و آن را تا حد امکان ارزان می‌کند که دلیل آن است که تولیدکنندگان با حجم بالا آن را به عنوان یک سیستم اصلی و نه یک بهبود اضافی می‌بینند.

چگونه یک سیستم بازرسی بصری خودکار را مشخص کنیم

انتخاب دید مناسب نیازمند ارتباط واضح با تامین‌کننده تجهیزات شما از قبل است. آماده باشید تا اطلاعاتی درباره این جنبه‌ها قبل از درخواست قیمت ارائه دهید.

① فهرست نقص‌ها. به دنبال چه نقص‌هایی هستید؟ فهرستی از نقص‌هایی که باید شناسایی شوند را همراه با نمونه واقعی ارائه دهید زیرا هیچ سیستمی نمی‌تواند به درستی کار کند مگر اینکه برای دیدن نقص‌ها آموزش دیده باشد.
حداقل اندازه ویژگی. کوچک‌ترین نقص، تعیین‌کننده وضوح دوربین و اپتیک است.

② زمان چرخه. سرعت را بر اساس زمان عملیات خود تعیین کنید. زمان تاکت شما سرعتی را تعریف می‌کند که دوربین تصویر را ضبط می‌کند، اطلاعات را پردازش می‌کند و درباره نتیجه بازرسی تصمیم می‌گیرد.

④ انواع محصولات. اگر چندین مجموعه محصول، انواع یا نام‌های مختلف تولید می‌کنید، از تامین‌کننده خود بخواهید تغییرات را بر اساس دستورالعمل‌ها ارائه دهد.

⑤ نرخ رد نادرست قابل قبول. سطح‌های قابل قبول رد نادرست را شناسایی کنید تا طراحی نور و کالیبراسیون آستانه مورد نیاز تعریف شود.
نورپردازی و محیط اطراف. پوشش نقره‌ای، قاب سیاه و برچسب‌های براق نیازهای خاص نورپردازی را ایجاد می‌کنند.

⑥ اطلاعات و ردیابی. اطلاعاتی که باید ثبت شود، روش‌های اتصال بین نتایج و بارکد و سایر اتصالات را شناسایی کنید.

⑦ یکپارچه‌سازی و حذف. فرآیند رد واحدهای معیوب و اجازه دادن به کالاهای خوب برای ادامه را تعریف کنید.

اشتباهات رایج برای اجتناب

بیشتر شکست‌های بینایی به دلیل چند اشتباه است که می‌توانستیم کاملاً از آن‌ها جلوگیری کنیم. اول سرمایه‌گذاری در دوربین‌ها در حالی که باید روی نورپردازی سرمایه‌گذاری می‌شد، زیرا حسگرهای با وضوح بالاتر نمی‌توانند صحنه‌ای کم‌نور را تغییر دهند. دومین اشتباه رایج تعریف بینایی بر اساس فهرست نقص نامشخص و تعجب از اینکه چرا نقصی که هیچ‌کس ذکر نکرده پیدا نشده است. سومین اشتباه نادیده گرفتن تغییرات است به طوری که خطی که می‌تواند بیست محصول را به طور مستقل اجرا کند، هر بار که تغییر می‌کند باید به صورت دستی آموزش داده شود. چهارم، برخورد با نرخ‌های رد نادرست به عنوان یک فکر بعدی است که حتی یک سیستم عالی را به سیستمی تبدیل می‌کند که اپراتورها هنگام استفاده از آن یاد می‌گیرند نادیده بگیرند. در نهایت، رایج‌ترین مثال، اتصال بینایی در انتها به جای یکپارچه‌سازی نقاط کنترل بینایی در فرآیند است.

ساخت بازرسی در خط، نه روی آن

در طول سال‌ها، فناوری بازرسی خودکار از یک افزونه لوکس به یک جزء استاندارد برای تولیدکنندگان برق کم‌ولتاژ تبدیل شده است. تولیدکنندگانی که با استفاده از بینایی در زمان مناسب، یعنی در تغذیه‌کننده، در لانه مونتاژ، در سر علامت‌گذاری، موفق شده‌اند، از خروج دستگاه‌های زیر استاندارد از محل تولید جلوگیری کرده‌اند. وقتی به درستی انجام شود، بینایی فقط محصول معیوب را دور نمی‌اندازد، بلکه داده‌هایی تولید می‌کند که به حفظ انطباق کل خط تولید کمک می‌کند و به مشتریان اجازه می‌دهد محصول را با تاریخچه کامل ردیابی دریافت کنند.

Benlong Automation از سال ۲۰۰۸ فناوری بینایی خودکار را با استفاده از CCD و بینایی با دقت بالا توسعه داده است، از بررسی پرچ و تماس‌های نقره‌ای در مرحله تغذیه شروع کرده، بازرسی پس از مونتاژ و علامت‌گذاری را انجام داده و همه مراحل عملیات به طور خودکار در سیستم MES ثبت می‌شوند.
بنابراین اگر نیاز به راه‌اندازی خط تولید جدید دارید یا فقط می‌خواهید بینایی خودکار را در تولید خود پیاده‌سازی کنید، خوشحال می‌شویم به شما کمک کنیم.