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使用 In-Sight 進行精密發動機零件測試將不良率降到零

Otto和柴油發動機技術在過去20至30年取得了極大的進步。現在發動機所產生的顆粒狀物質和二氧化碳均顯著減少,並可提供更可靠的操作故障檢測。如果過去產生180馬力需要2.5升的燃燒室,那麽,現在1.4升的燃燒室已經足夠。要實現這些性能改進,幾乎所有發動機部件都必須滿足更嚴格的技術性能要求。零件中對提高發動機性能最關鍵的是連杆,這是燃燒過程中動力傳輸的一個必需部件。為了保證高效的質量控製,IMR Gesellschaft für Prozessleit- und Automatisierungstechnik mbH生產的乘用車連杆將送往位於德國 Lennestadt-Meggen的Schmiedetechnik Plettenberg GmbH & Co. KG公司的檢測站,在那裏將使用康耐視視覺技術對其特征進行檢測,如厚度、長度和寬度尺寸,還有對稱偏差、同軸性和位移。

組件性能改進帶來生產挑戰

為了使發動機在較小的立方容積內產生相同的功率,它們需要更多的壓縮,從而促進發動機潤滑獲得改進。發動機立方容積的減少導致連杆孔軸承殼中的空隙減少。這給生產提出了新的挑戰,因為連杆非常難以處理所施加的更強力量,而在連杆生產過程中以最小的公差操作時,材料溫度可達到約1280°C(2,336°F),這會導致C70鋼對機械成型過程的反應非常靈敏。盡管生產方法已經過改進,在連杆鍛造過程中,其部件仍可能會出現過厚或過薄的情況。在自動化鍛造過程中,如果上部模具和下部模具在十分之一或百分之一毫米的公差範圍內沒有絕對準確地符合,在一定條件下則會發生鍛造位移。即使在隨後的手動校準過程中,由於加工時間不同,連杆本身偶爾也會出現溫度波動,從而導致極小的尺寸和重量偏差。

全新的檢測模式

為了保證IMR的連杆達到最高質量,Schmiedetechnik Plettenberg必須在測量和檢測連杆方麵實現新的技術突破。這是該公司使用視覺係統進行自動質量測試的首個項目。Schmiedetechnik Plettenberg麵臨的核心挑戰是在鍛造連杆上(有時會包含粗糙表麵)實現足夠的檢測重複性。該公司使用康耐視視覺係統,能夠在測試執行方麵取得巨大成功。例如,該公司能夠在三百分之一毫米(0.001英寸)的公差範圍內實現高度測量的可重複性。憑借這一成功以及他們在交鑰匙處理和測試設備設計和建造領域多年積累的經驗,IMR僅在很短的時間後即成功調試了Schmiedetechnik Plettenberg檢測站。現在,該測試站每年平均檢測450萬個連杆。

在整個流程中進行全麵的測試控製

在到達光學檢測站之前,連杆已經過初步檢查。在噴砂和首次視覺檢測完成後,將進行磁性粉末測試,以檢測是否存在超細發絲裂縫。在元件定向到連杆之前,首先對連杆進行測重,公差範圍控製在+/-6克(0.21盎司)以內。然後,將連杆放置到傳送帶上傳輸到測試機器。使用光柵對其進行檢測,然後將它們的位置發送到跟蹤係統。在第一個圖像處理站,配有遠心鏡頭的康耐視In-Sight® 5403和5401視覺係統分別測量連杆的長度和寬度、曲柄孔的同心度以及雕刻。長度和寬度在曲柄孔中心與既定基準外邊緣比例的基礎上根據產品規格確定。若測量結果偏離可接受的範圍,視覺係統將發送一個信號,以在I-PC站剔除不合格的連杆。

在圖像處理站,康耐視In-Sight 5400根據具有良好OCR易讀性的鍛造三維印記檢測組件上部的額外特征數量。通過結合與兩台In-Sight相機相反的不同光源概念記錄不同的特征。LED背景光源用於記錄組件輪廓。雕刻和特征數量通過紅色LED入射光進行檢測。

係統功能強大

在連杆測試站,采取兩種平行的方法以實現最大程度的測試精度。在詳細評估記錄後,來自圖像的信息也將在電腦上進行比較。康耐視In-Sight智能係統在第一個測試步驟提供百分之百的誤差檢測。厚度和高度檢測在第三個測試站通過激光三角測量方法進行。另外兩台具有VGA分辨率的康耐視矩陣相機——In-Sight 5401和5400將通過激光行方法檢測H-型材。曲柄孔和軸的高度以及活塞眼的高度在不同點進行測量。除此之外,該係統還將檢測連杆柄的對稱性和偏轉。

在他們的原始環境中,康耐視圖像處理係統在其標準行業應用功能方麵非常出色。此外,它們堅固的壓鑄鋁和不鏽鋼外殼也使其能夠抵禦較大的振動量。緊密的M12連接可避免灰塵進入,這為Schmiedetechnik Plettenberg的質量控製要求以較低的維護成本提供了極高的可靠性。鍛造專家和視覺專家之間的密切合作最終生產出了質量上乘的連杆,可以滿足功能強大且最先進發動機技術的要求。


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