Sistem kamera untuk memeriksa keretakan genting bumbung beralun pada 2 barisan pengeluaran, untuk kilang bahan binaan

Latar belakang masalah

Cabaran kes ini ialah memeriksa retakan pada genting bumbung alun berganda menggunakan kamera semasa genting bergerak di atas penggelek penghantar pada 2 barisan pengeluaran yang diletakkan bersebelahan. Pelanggan ialah sebuah kilang bahan binaan yang mengeluarkan genting pelbagai warna, daripada kelabu, merah dan hijau hingga warna kilauan mutiara.

Warna genting menjadikan cabaran ini lebih sukar berbanding pemeriksaan bahan kerja satu warna. Pencahayaan yang menjadikan retakan jelas pada genting satu warna mungkin tidak sesuai untuk warna lain, maka sistem perlu melaraskan pencahayaan mengikut produk yang sedang dikeluarkan.

Keperluan dan kekangan

Sistem perlu memeriksa genting semasa bergerak di atas penggelek penghantar. Keperluan utama dan keadaan di tapak yang perlu ditangani adalah seperti berikut.

• Dapat memeriksa kesemua 2 barisan pengeluaran yang diletakkan bersebelahan, dengan rangka mesin pemeriksaan dipasang merentangi penggelek penghantar.
• Menyokong genting alun berganda dalam 2 saiz, iaitu 50x120 cm dan 50x150 cm.
• Menyokong genting 12 warna, dengan setiap warna memerlukan penalaan sensor dan penetapan aras lampu secara berasingan.
• Spesifikasi projek menyasarkan pengesanan retakan bersaiz kira-kira 0.5 cm.
• Cahaya dari luar kabinet tidak boleh mengganggu titik pengesanan genting dan titik rakaman imej, kerana di tapak terdapat cahaya luar yang mengenai genting pada beberapa titik.

Bagaimanakah sistem ini memeriksa retakan pada genting pelbagai warna?

Sistem ini memeriksa retakan pada genting pelbagai warna dengan menggunakan lampu LED yang aras kecerahannya ditetapkan berasingan mengikut warna, kemudian kamera dan unit pemprosesan imej di setiap titik mengesan retakan daripada imej. Setiap barisan mempunyai 4 set kamera bersama unit pemprosesan imej (Processing Unit), menjadikan jumlahnya 8 set, dan setiap set disambungkan ke mesin pusat (Center) melalui rangkaian LAN.

Kami memilih untuk melaraskan pencahayaan dan bukannya menggunakan satu nilai cahaya bagi semua warna, kerana permukaan berlainan warna memantulkan cahaya secara berbeza. Lampu LED dengan kawalan kecerahan PWM boleh ditetapkan arasnya secara terperinci dan nilai yang sama boleh dipanggil semula untuk digunakan semula. Oleh itu, sistem direka bentuk untuk menyimpan nilai aras lampu bagi setiap warna supaya boleh digunakan semula apabila warna yang dikeluarkan bertukar.

1. 1

   Mengesan genting yang melalui

   Sensor cahaya (Opto Sensor) mengesan kehadiran genting yang melalui titik pemeriksaan.

2. 2

   Pencahayaan mengikut warna genting

   Lampu LED menggunakan aras kecerahan yang telah ditetapkan bagi warna yang sedang dikeluarkan. Mesin pusat menghantar arahan pelarasan aras lampu kepada unit pemprosesan imej, dengan rekod ujian di barisan B.

3. 3

   Merakam imej dan mengesan retakan

   Kamera Image Sensor merakam imej permukaan genting, kemudian unit pemprosesan imej menggunakan perisian pengesanan retakan untuk memeriksa imej tersebut.

4. 4

   Memaparkan hasil dan menyimpan laporan

   Skrin perisian membolehkan pengguna memilih nama model produk (Model Name), memasukkan nombor lot (Lot Number) dan membuka menu laporan (Report) untuk melihat hasil pemeriksaan.

Hasil penyerahan

Kami menyerahkan set pemeriksaan retakan untuk 2 barisan pengeluaran, daripada rangka mesin dan litar hingga perisian dan dokumen. Item utama adalah seperti berikut.

• Rangka mesin pemeriksaan yang merentangi penggelek penghantar pada kesemua 2 barisan, dengan rangka mesin, litar dan pendawaian direka bentuk oleh kami
• 8 set kamera Image Sensor dan unit pemprosesan imej, 4 set bagi setiap barisan
• Sensor cahaya (Opto Sensor) untuk mengesan genting yang melalui
• Lampu LED dengan kawalan kecerahan PWM bersama tetapan untuk genting 12 warna
• Mesin pusat (Center) yang disambungkan ke setiap set melalui rangkaian LAN
• Perisian pengesanan retakan, serta skrin untuk memilih model produk, memasukkan nombor lot dan membuka laporan hasil pemeriksaan
• Dokumen penyerahan bersama manual, serta format laporan keupayaan proses (Cpk) dalam set dokumen kerja

Hasil yang dapat disahkan daripada ujian di tapak

Hasil yang dapat disahkan ialah kami telah memasang set pemeriksaan retakan pada kesemua 2 barisan pengeluaran, menala sensor dengan genting 12 warna, dan sistem telah melepasi pemeriksaan peralatan, ujian operasi mesin dan ujian mengikut manual perisian di tapak pada tahun 2017. Kerja diserahkan bersama dokumen dan manual, dan projek telah ditutup.

Kes ini tidak mempunyai angka pengukuran hasil perniagaan, maka kami hanya melaporkan hasil yang disokong oleh dokumen. Arahan pelarasan lampu daripada mesin pusat mempunyai rekod ujian di barisan B, manakala bagi sasaran pengesanan retakan bersaiz kira-kira 0.5 cm, belum ada dokumen yang menunjukkan hasil ujian berbanding sasaran ini secara langsung. Sistem dalam kes ini berfungsi mengesan retakan dan memaparkan laporan hasil pemeriksaan; pengasingan genting daripada barisan tidak termasuk dalam hasil yang dapat disahkan bagi kerja ini.

Apakah yang kita pelajari

Kerja ini memberikan prinsip berikut bagi pemeriksaan permukaan bahan kerja dengan kamera pada barisan yang mengeluarkan pelbagai warna.

• Tetapan pencahayaan ialah nilai bagi setiap produk, bukan nilai bagi mesin. Apabila barisan yang sama mengeluarkan pelbagai warna, aras lampu perlu disimpan berasingan mengikut warna, dan warna yang ditambah kemudian perlu ditala dan diuji semula sebelum digunakan.
• Titik pengesanan bahan kerja perlu berada dalam keadaan pencahayaan yang terkawal, sama seperti titik rakaman imej. Dalam kerja ini, cahaya dari luar kabinet yang mengenai genting menyebabkan sensor cahaya gagal mengesan genting pada beberapa titik.
• Sasaran pemeriksaan perlu disertakan dengan kaedah ujian yang mengukur nilai yang sama dengan sasaran, dan ujian perlu diulang apabila skop kerja berubah. Dalam kerja ini, format laporan dalam set dokumen tidak menunjukkan hasil berbanding sasaran saiz retakan secara langsung.

Cara menggunakan pendekatan ini di kilang anda

Jika kilang anda perlu memeriksa retakan atau kecacatan pada permukaan bahan kepingan yang bergerak di atas penggelek penghantar, anda boleh menggunakan pendekatan yang sama seperti kes ini, iaitu mengesan bahan kerja, menyuluh lampu mengikut warna produk, merakam imej dan mengesan kecacatan dengan unit pemprosesan imej di setiap titik. Perkara yang perlu dilaraskan ialah jarak kamera, tetapan pencahayaan dan kaedah pemeriksaan, apabila bahan kerja atau kecacatan berbeza daripada kes ini.

• Kumpulkan senarai semua nama model dan warna produk sebelum bermula, dan gunakan nama yang sama seperti yang sebenarnya digunakan oleh kilang.
• Tetapkan saiz kecacatan yang perlu dikesan dan kaedah ujian penerimaan yang mengukur nilai yang sama sejak awal.
• Halang cahaya luar daripada sampai ke titik pengesanan bahan kerja dan titik rakaman imej.
• Sediakan penjagaan keadaan di tapak, termasuk haba di dalam kabinet, habuk yang perlu dibersihkan dan kestabilan kabel rangkaian bagi setiap set kamera.
• Tetapkan tarikh latihan pengguna dalam pelan penyerahan sejak awal.