Titik Pemeriksaan Mana yang Membutuhkan Teknologi Inspeksi Visual Otomatis pada Jalur Perakitan?

Oleh Huang Xiaolei | Benlong Automation

Saat menangani jalur listrik tegangan rendah, mengirim pemutus sirkuit dengan kontak perak yang disetel salah, komponen terbalik, atau kode laser yang tidak terbaca akan langsung menghentikan operasi bisnis. Selama bertahun-tahun satu-satunya pengaman terhadap cacat tersebut adalah operator yang baik dengan penglihatan tajam dan lampu yang kuat. Namun, praktik tersebut menjadi tidak efisien dengan meningkatnya volume produksi hingga ratusan ribu unit setiap bulan dan persyaratan kualitas yang lebih ketat dari perdagangan luar negeri. Oleh karena itu, produsen pemutus dan meteran mengandalkan penggunaan eksklusif dari teknologi inspeksi visual otomatis.

Tujuan dokumen ini adalah untuk menjelaskan apa yang dimaksud dengan teknologi di atas serta dalam kasus apa teknologi ini paling menguntungkan dan bagaimana seseorang dapat membuat sistem yang memungkinkan deteksi cacat tanpa menolak produk yang baik. Ada empat poin yang akan dibahas yang sangat mempengaruhi hasil produksi pemutus dan meteran: orientasi komponen, kualitas kontak perak, hasil perakitan otomatis, dan kualitas penandaan laser.

Apa itu teknologi inspeksi visual otomatis?

Pada dasarnya, inspeksi penglihatan mesin menggantikan penilaian manusia dengan kamera dan komputer. Sebuah bagian masuk ke stasiun, pencahayaan yang dikontrol membuat fitur yang diinginkan menonjol, satu atau lebih kamera menangkap gambar, dan perangkat lunak membandingkan apa yang dilihat dengan standar yang telah ditentukan. Dalam hitungan milidetik sistem mengembalikan keputusan, lulus, gagal, atau perbaikan ulang, dan memberi sinyal pada jalur untuk melanjutkan unit yang baik atau mengalihkan yang buruk. Teknologi yang sama sering disebut di lantai pabrik sebagai inspeksi optik otomatis, atau AOI, dan di pabrik listrik Tiongkok biasanya diimplementasikan sebagai inspeksi visual CCD, dinamai berdasarkan sensor charge-coupled-device pada kamera.

Perubahan signifikan bukan pada kameranya tetapi pada pilihan yang dibuat. Seorang individu yang memeriksa sepuluh ribu pemutus sirkuit selama satu shift membuat sepuluh ribu keputusan. Namun, kemampuan pengambilan keputusan seorang pemeriksa yang kompeten menurun ke tingkat terendah hanya dalam beberapa jam kerja. Misalnya, sistem penglihatan membuat keputusan yang sama pada peralatan pertama dan peralatan yang ke sejuta. Selain itu, tidak seperti manusia, sistem ini mencatat hasil semua inspeksi terhadap kode batang peralatan, sehingga menciptakan riwayat kualitas yang dapat dilacak.

Mengapa inspeksi manual tidak dapat mengikuti

Ada tiga kekurangan inspeksi visual manual. Ini lambat karena manusia hanya dapat melihat satu aspek pada satu waktu dan harus secara fisik mengangkat, memutar, dan meletakkan setiap bagian satu per satu. Ini tidak konsisten karena tingkat gangguan, pencahayaan, dan suasana hati memengaruhi kinerja sepanjang shift dan di antara operator. Akhirnya, ini tidak jelas karena evaluasi yang dilakukan oleh manusia tidak meninggalkan bukti, sehingga tidak mungkin untuk menentukan produk mana yang telah diperiksa atau menghubungkan kegagalan di lapangan dengan inspeksi. Semua keterbatasan ini digabungkan menjadi tingkat lolos yang dapat diukur pada lini produksi berkecepatan tinggi, yaitu jumlah cacat yang lolos tanpa terdeteksi, sehingga meminimalkan keuntungan akibat pengembalian dan proses tambahan. Ekonomi di balik kami konveyor inspeksi MCB menjelaskan dengan jelas: memindahkan inspeksi dari bangku manual ke lini otomatis yang mencatat data adalah sumber utama peningkatan efisiensi.

Empat titik pemeriksaan di mana inspeksi visual otomatis memberikan nilai

Penglihatan paling berharga pada titik-titik di mana cacat mudah dideteksi dan mahal jika terlewat. Pada lini pemutus atau meteran, empat titik pemeriksaan seperti itu menonjol. Kesalahan yang tertangkap saat pemberian bahan hanya menimbulkan biaya kecil dibandingkan kesalahan yang ditemukan setelah perakitan akhir, ketika nilai yang sudah tertanam dalam unit hilang.

Orientasi komponen saat pemberian bahan

Sebagian besar bagian listrik kecil tiba di lini dalam jumlah besar dan dipisahkan oleh pengumpan mangkuk getar. Masalahnya adalah pengumpan menyajikan bagian dalam orientasi apa pun yang diberikan gravitasi, dan banyak komponen terlihat hampir identik dari depan dan belakang. Memasang bagian terbalik adalah salah satu penyebab paling umum dari perakitan mati di hilir. Deteksi orientasi menyelesaikan ini dengan menempatkan kamera di atas jalur pemberian bahan: sistem membaca tanda depan dan belakang setiap bagian saat melewati dan menolak atau mengedarkan ulang bagian yang menghadap ke arah yang salah sebelum mencapai sarang perakitan. Karena pemeriksaan terjadi saat pemberian bahan, bagian yang salah arah tidak pernah menggunakan siklus stasiun atau pengikat. Kami Peralatan deteksi rivet otomatis visual MCB menerapkan prinsip ini dengan menggunakan kamera resolusi tinggi dan perangkat lunak pemrosesan gambar untuk mengonfirmasi posisi dan pengaturan setiap bagian secepat sekitar satu detik per kutub, sementara Peralatan penghenti perakitan MCB cerdas kami menawarkan deteksi cacat menggunakan penglihatan atau serat optik tergantung pada bagian.

Kualitas titik perak saat pemberian bahan

Titik perak adalah komponen penting dari pemutus sirkuit, dan juga termasuk bagian yang paling mahal dalam daftar bahan. Jika kontak perak atau rivet bimetal tiba di fasilitas dalam kondisi retak, terdistorsi, berukuran kurang, atau terkontaminasi, hal ini akan menghasilkan pemutus yang gagal dalam uji tahanan kontak atau, lebih buruk lagi, mengalami panas berlebih. Oleh karena itu, memeriksa kontak perak pada proses pemberian sebelum pengelasan masuk akal secara ekonomi dan juga meningkatkan kualitas pengelasan karena kontak perak yang cacat teridentifikasi pada tahap ini. Pemeriksaan dilakukan dengan stasiun penglihatan dan melibatkan pengecekan dimensi, bentuk, dan permukaan setiap kontak sebelum dilas. Pemeriksaan ini secara alami dipasangkan dengan pengelasan: mesin pengelasan otomatis titik perak dan kontak statis kami mesin pengelasan otomatis titik perak dan kontak statis membangun fungsi inspeksi kualitas yang mengawasi pengelasan itu sendiri, sementara konteks yang lebih luas tentang pengelasan presisi kontak perak dibahas dalam tinjauan kami tentang apa arti otomatisasi untuk manufaktur listrik. Bersama-sama, penglihatan pra-pengelasan dan pasca-pengelasan menutup lingkaran pada sambungan paling kritis dalam produk.

Memverifikasi hasil perakitan otomatis

Inspeksi visual pasca perakitan mengonfirmasi bahwa stasiun otomatis benar-benar melakukan apa yang seharusnya dilakukan. Meskipun otomatisasi dapat diandalkan, itu tidak sempurna: sebuah sekrup mungkin tidak ada atau tidak berada di posisi yang benar; sebuah pegas mungkin tidak berada di posisi yang benar; penutup mungkin menonjol; dan terminal mungkin bengkok. Kamera yang terletak setelah operasi perakitan utama memeriksa keberadaan, posisi, dan penempatan terhadap standar referensi yang baik dan menandai unit sebagai tidak sesuai jika tidak sesuai dengan referensi ini. Ini mengubah stasiun perakitan dari sistem loop terbuka menjadi sistem loop tertutup, karena lini produksi langsung mengetahui ketika sesuatu keluar dari spesifikasi daripada ditemukan pada akhir produksi selama pengujian akhir. Benlong membangun gaya pemeriksaan dalam garis ini di seluruh lini produksinya; lini perakitan dan inspeksi relay solid-state otomatis kami lini perakitan dan inspeksi relay solid-state otomatis menghubungkan beberapa pemeriksaan CCD antara langkah perakitan sehingga cacat tertangkap di stasiun yang menyebabkannya, bukan dibawa ke akhir lini.

Memeriksa tanda laser setelah pengkodean

Setiap pemutus, meteran, dan pengisi daya meninggalkan pabrik dengan membawa informasi yang dicetak atau ditandai laser: merek, rating, kutub, standar, kode batch, dan sering kode matriks data atau kode QR untuk pelacakan. Jika tanda itu hilang, salah tempat, pudar, atau salah, unit tersebut tidak dapat dijual dan, jika kode tidak terbaca, tidak dapat dilacak. Inspeksi penandaan laser menggunakan penglihatan segera setelah stasiun penandaan untuk memverifikasi bahwa konten yang benar ada, terbaca, dan ditempatkan dengan benar, serta untuk menilai keterbacaan kode 2D apa pun. Karena penandaan adalah salah satu operasi terakhir, kesalahan yang tertangkap di sini masih mencegah unit jadi dikirim dengan cacat yang akan dilihat pelanggan terlebih dahulu. Peralatan penandaan laser otomatis robot MCB kami peralatan penandaan laser otomatis robot MCB mengintegrasikan inspeksi CCD langsung ke dalam sel penandaan, sehingga tanda diverifikasi bersamaan dengan penerapannya.

Cara kerja teknologi ini di balik layar

Ini terdiri dari empat bagian, dan keempat komponen tersebut harus berfungsi bersama agar sistem efektif. Pertama, ada aspek pencahayaan. Pencahayaan yang tepat sangat penting untuk kemampuan mengungkap cacat, sehingga masalah teknik yang sulit diselesaikan dengan pencahayaan yang baik jauh lebih baik daripada yang pencahayaannya buruk namun tampak sederhana. Kemudian kamera dan lensa mengambil gambar; resolusinya sebanding dengan ukuran cacat yang dideteksi. Setelah gambar diambil, beberapa perangkat lunak digunakan untuk menganalisisnya, dengan kemungkinan analisis mulai dari pengukuran berdasarkan perbandingan kuantitas terhadap toleransi hingga inspeksi terhadap sampel emas atau menggunakan model pembelajaran mendalam. Akhirnya, sistem menjalankan operasinya dengan mengirimkan hasil (lulus/gagal) ke pengendali lini sambil mencatat hasil ke dalam sistem MES.

Tujuan utama dari sistem inspeksi visual otomatis yang efisien adalah memastikan bahwa keputusan yang dibuat benar, bukan hanya terlihat bagus. Akurasi sistem ditentukan oleh tingkat penolakan palsu, yaitu persentase produk baik yang diklasifikasikan sebagai buruk. Jika sistem diatur terlalu ketat, produk baik akan ditolak, yang berarti operator akan terus-menerus terganggu oleh alarm pengukuran palsu; jika tidak cukup ketat, produk cacat tidak akan terdeteksi.

Berbasis aturan, sampel emas, atau pencocokan visi AI sesuai metode dengan cacat

Tidak setiap cacat paling baik dideteksi menggunakan solusi yang sama, dan metode menentukan biaya serta keandalan sebuah stasiun. Pengukuran berbasis aturan adalah teknik terbaik ketika masalah bersifat dimensi dan jelas didefinisikan, misalnya memeriksa apakah rivet terpasang di jendela posisi yang benar atau kontak mencapai dimensi yang diperlukan. Ini cepat dan dapat dipahami serta mudah divalidasi karena setiap keputusan memiliki angka dan toleransi. Perbandingan sampel emas cocok untuk mengukur fitur yang sulit didefinisikan dalam satu pengukuran tetapi mudah dikenali relatif terhadap objek yang diketahui baik, seperti penampilan pos yang dirakit. Visi pembelajaran mendalam berlaku untuk tugas tersulit, yaitu cacat permukaan ekstrem, noda, atau cacat variabel yang tidak dapat ditangani secara efektif oleh aturan biasa, dengan mempelajari batas antara barang cacat dan sempurna dari contoh. Produksi nyata biasanya merupakan kombinasi dari teknik-teknik tersebut, membuat pemeriksaan sederhana seperti pengukuran parameter sederhana dapat diselesaikan dengan metode klasik dan menggunakan model ML hanya untuk masalah ambigu karena setiap teknik pembelajaran memerlukan beberapa pemrosesan dan penyetelan yang dapat dihindari jika menggunakan metode sederhana.

Perlu memperjelas batasan antara kemampuan inspeksi visual dan pengujian fungsional. Inspeksi visual mengevaluasi penampilan suatu unit, menentukan apakah komponen ada, berada di posisi yang tepat, bebas dari kerusakan, diposisikan dengan benar, dan teridentifikasi dengan benar. Namun, inspeksi visual tidak memberikan informasi tentang apakah pemutus sirkuit mampu trip pada nilai yang diperlukan atau menahan uji tegangan tinggi. Masalah ini dapat diatasi dengan instalasi pengujian fungsional dan listrik yang dapat menerapkan beban dan memahami perilaku komponen yang diuji. Perusahaan yang paling efisien mencoba menggunakan kedua proses secara berurutan untuk menghilangkan cacat yang terlihat dan mekanis melalui inspeksi visual dan meninggalkan proses pengujian yang mahal untuk peralatan yang bebas dari cacat visual. Menggunakan inspeksi visual sebagai pengganti inspeksi fungsional adalah pendekatan yang salah karena mereka menemukan kesalahan yang berbeda dan digunakan pada tahap proses yang berbeda.

Apa yang diberikan inspeksi visual otomatis kepada produsen listrik

ROI dari inspeksi visual terlihat dalam banyak aspek. Pertama-tama, hasil produksi meningkat karena masalah ditemukan oleh mesin di stasiun tempat masalah terjadi, bukan di area pengujian akhir. Tingkat kelolosan berkurang yang berarti lebih sedikit barang yang perlu dikirim kembali, dan klaim garansi yang harus dipenuhi juga berkurang. Throughput meningkat karena tes visual berjalan bersamaan dengan proses manufaktur normal sehingga menghilangkan kebutuhan inspeksi manual. Tenaga kerja manual dialihkan dari inspeksi berulang ke tugas yang lebih kompleks, dan yang lebih penting bagi eksportir ke India, Turki, dan Brasil setiap inspeksi direkam dan menyediakan laporan yang diperlukan untuk setiap produk.

Manfaat finansial dapat dengan mudah dilihat jika seseorang memikirkan biaya cacat yang lolos. Menangkap komponen yang salah posisi selama tahap pemberian hanya menimbulkan biaya untuk memberikannya kembali, namun menangkap cacat pada tahap terakhir dapat menyebabkan perbaikan beberapa komponen, dan jika cacat telah sampai ke pelanggan, akan terjadi banyak kerugian finansial dan masalah dengan perusahaan. Inspeksi visual memindahkan proses pencarian kesalahan ke hulu sehingga menjadi semurah mungkin, itulah sebabnya produsen volume tinggi melihatnya sebagai sistem inti dan bukan peningkatan tambahan.

Cara menentukan sistem inspeksi visual otomatis

Memilih visi yang tepat memerlukan komunikasi yang jelas dengan pemasok peralatan Anda sebelumnya. Bersiaplah untuk memberikan informasi tentang aspek-aspek ini sebelum meminta penawaran.

① Daftar cacat. Cacat apa yang Anda cari? Berikan daftar cacat yang perlu dideteksi dengan contoh nyata karena tidak ada sistem yang dapat bekerja dengan baik jika tidak dilatih untuk melihat cacat.
Ukuran fitur minimum. Cacat terkecil adalah yang menentukan resolusi kamera dan optik.

② Waktu siklus. Tetapkan kecepatan berdasarkan waktu operasi Anda. Waktu takt Anda menentukan kecepatan kamera menangkap gambar, memproses informasi, dan memutuskan hasil inspeksi.

④ Variasi produk. Jika Anda memproduksi beberapa set produk, variasi, atau nama, minta pemasok Anda menyediakan pergantian berdasarkan resep.

⑤ Tingkat penolakan palsu yang dapat diterima. Identifikasi tingkat penolakan palsu yang dapat diterima sehingga desain pencahayaan dan kalibrasi ambang batas yang diperlukan dapat ditentukan.
Pencahayaan dan lingkungan sekitar. Finishing perak, casing hitam, dan label mengkilap akan memperkenalkan persyaratan pencahayaan yang konkret.

⑥ Informasi dan pelacakan. Identifikasi informasi yang akan dicatat, metode koneksi antara hasil dan barcode, serta koneksi lainnya.

⑦ Integrasi dan penghapusan. Definisikan proses menolak unit cacat dan membiarkan barang baik melanjutkan.

Kesalahan umum yang harus dihindari

Sebagian besar kegagalan penglihatan disebabkan oleh beberapa kesalahan yang sebenarnya bisa kita hindari sepenuhnya. Yang pertama adalah berinvestasi pada kamera padahal seharusnya berinvestasi pada pencahayaan karena sensor resolusi tinggi tidak dapat mengubah adegan yang redup. Kesalahan umum kedua adalah mendefinisikan penglihatan berdasarkan daftar cacat yang tidak jelas dan bertanya-tanya mengapa tidak dapat menemukan cacat yang tidak disebutkan siapa pun. Kesalahan ketiga adalah mengabaikan pergantian sehingga beberapa lini yang dapat menjalankan dua puluh produk secara mandiri harus diajarkan secara manual setiap kali berganti. Kesalahan keempat adalah memperlakukan tingkat penolakan palsu seperti hal yang dianggap remeh yang mengubah sistem hebat menjadi sesuatu yang operator pelajari untuk diabaikan saat menggunakannya. Akhirnya, contoh yang paling luas adalah memasang penglihatan di akhir alih-alih mengintegrasikan titik pemeriksaan penglihatan ke dalam proses.

Membangun inspeksi ke dalam lini, bukan di atasnya

Selama bertahun-tahun, teknologi inspeksi otomatis telah beralih dari tambahan mewah menjadi komponen standar bagi produsen listrik tegangan rendah. Produsen yang berhasil adalah mereka yang menggunakan penglihatan pada waktu yang tepat, yaitu di feeder, di sarang perakitan, di kepala penandaan, untuk mencegah perangkat yang tidak memenuhi standar keluar dari lokasi produksi. Jika dilakukan dengan benar, penglihatan tidak hanya membuang produk cacat, tetapi juga menghasilkan data yang membantu menjaga seluruh lini produksi tetap sesuai dan memungkinkan pelanggan menerima produk dengan riwayat pelacakan lengkap.

Benlong Automation telah mengembangkan teknologi penglihatan otomatis menggunakan CCD dan penglihatan presisi tinggi sejak 2008, mulai dari pemeriksaan rivet dan kontak perak pada tahap pemberian makan, menyelesaikan inspeksi setelah perakitan dan penandaan, dan semua tahap operasi dicatat secara otomatis dalam sistem MES.
Jadi jika Anda perlu membangun lini produksi baru atau hanya menerapkan penglihatan otomatis dalam produksi Anda, kami akan dengan senang hati membantu Anda dengan hal ini.