Hình ảnh hiệu suất cao để kiểm tra khối động cơ đáng tin cậy

Động cơ sản xuất bằng nhôm

Khối động cơ ô tô thường được làm bằng gang, bền và tương đối rẻ. Ngày càng có nhiều nhà sản xuất ô tô, đặc biệt là ở châu Âu và Nhật Bản, chuyển sang sử dụng khối động cơ hợp kim nhôm. Kim loại này vốn có ưu điểm là nhẹ hơn và truyền nhiệt tốt hơn. Điều này đã làm cho nhôm trở nên phổ biến trong các loại xe thể thao và xe đua hiệu suất cao, nhưng ngày càng được sử dụng nhiều hơn như một cách để giảm trọng lượng của xe hơi nhằm đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của chính phủ.

Mặc dù mỗi hợp kim nhôm phổ biến có các tính chất vật lý khác nhau, nhưng chúng đều có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn gấp đôi so với gang. Nhiệt do động cơ đang chạy tạo ra có thể ảnh hưởng đến kích thước bên trong của động cơ, chẳng hạn như khe hở từ pít-tông đến xi-lanh và khe hở từ ổ trục đến lỗ khoan. Điều này đòi hỏi sự bù đắp trong thiết kế của khối và độ dày của kim loại ở những khu vực quan trọng tùy thuộc vào nhiệt độ mà khối sẽ tiếp xúc. Khối động cơ sẽ chịu được nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt nhất được tìm thấy trong xe do tính chất khắc nghiệt của quá trình đốt cháy. Ở xe đua F1, nhiệt độ khí trong xi-lanh có thể lên tới 2.600°C

Tất cả điều này có nghĩa là việc kiểm tra các bộ phận động cơ bằng nhôm là rất quan trọng để đảm bảo rằng mỗi bộ phận đáp ứng các dung sai cần thiết.

Thử thách đặc biệt

Trước khi thử nghiệm, các bề mặt làm kín của khối động cơ được xử lý cơ học, sau đó được rửa sạch và sấy khô. Schmidt giải thích : “Các bước này là một thách thức đặc biệt đối với thị giác máy vì không thể luôn đảm bảo rằng quá trình xử lý cơ học này đã được thực hiện hoàn chỉnh và không có lỗi . “ Ngoài ra, cặn từ dung dịch tẩy rửa vẫn có thể bám vào bề mặt bịt kín sau khi sấy khô. Đồng thời, mọi khuôn đều phải chịu một lượng hao mòn nhất định theo thời gian, điều đó có nghĩa là hình dạng của các bề mặt bịt kín đang được kiểm tra có thể thay đổi một chút theo thời gian.”

Để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng của các nhà sản xuất ô tô, các khuyết tật như khoảng trống, vết gia công và các vùng chưa gia công trên các bề mặt chức năng phải được phát hiện một cách đáng tin cậy. Khách hàng cuối có thể cho phép các khoảng trống có đường kính lên tới 0,3 mm, nhưng các khuyết tật có kích thước lớn hơn và các bề mặt bịt kín không gia công phải được hệ thống thị giác máy xác định chắc chắn 100%.

Schmidt mô tả sự khác biệt rõ ràng giữa độ bám dính của dung dịch tẩy rửa và các lỗ sâu hoặc hư hỏng cơ học là có vấn đề, vì chúng xuất hiện rất giống nhau trong hình ảnh máy ảnh. Theo ông, một thách thức khác đối với hệ thống là việc đánh giá chính xác kích thước của các lỗ phun nước, vì trước đây chúng chỉ được các nhân viên kiểm tra trong lần kiểm tra cuối cùng bằng cách sử dụng đồng hồ đo chưa được hiệu chỉnh.

Schmidt cho biết: “Ngoài ra, khách hàng của chúng tôi muốn biết liệu có vết trầy xước trên bề mặt niêm phong được gia công và làm sạch hay không,” Schmidt mô tả một khó khăn khác. “Phần mềm phải có khả năng phân biệt các vết trầy xước ngẫu nhiên này với các vết gia công thông thường của quá trình phay cơ học của các bề mặt niêm phong để tránh quá nhiều khả năng bị loại bỏ.”

Giải pháp ba camera

Polytechnik Schmidt đã đáp ứng các yêu cầu mở rộng của nhà cung cấp với hệ thống thị giác máy dựa trên ba  máy ảnh Genie Nano  có độ phân giải 5 megapixel và ống kính phù hợp có tiêu cự cố định 12 mm. Việc sử dụng ba camera là cần thiết để có thể hiển thị toàn bộ trường nhìn của các bộ phận thử nghiệm mà không bị biến dạng. Trong hệ thống, các bộ phận thử nghiệm được quét khi chúng đi qua bên dưới các camera.

Schmidt cũng đề cập đến việc sử dụng đèn vòm đặc biệt như một thành phần rất quan trọng để chụp ảnh: “ Bề mặt của các bộ phận kim loại được kiểm tra có độ phản chiếu cao. Điều này gây khó khăn cho việc phát hiện các khiếm khuyết và bất thường trong bề mặt làm kín và ổ trục mà không sử dụng các phương tiện đặc biệt. Tuy nhiên, thông qua sự lựa chọn thông minh về công nghệ máy ảnh và ánh sáng, những sai sót này có thể nhìn thấy rõ ràng, được xử lý chính xác cùng với các thuật toán bộ lọc được điều chỉnh đặc biệt cũng như các cân nhắc về tính hợp lý sau đó và được phân loại theo kích thước của chúng.”

Trên hết, việc đánh giá các lớp vỏ có độ bóng cao đòi hỏi phải sử dụng các thấu kính đặc biệt và phần mềm thị giác máy mạnh mẽ để xử lý dữ liệu hình ảnh do hình dạng bán nguyệt đặc biệt của chúng. Schmidt nhấn mạnh : “Khi đánh giá tất cả các hình ảnh được ghi lại, chúng tôi sử dụng phần mềm Sherlock đã được chứng minh từ Teledyne DALSA, phần mềm này chạy trên PC công nghiệp không quạt và đảm bảo đáng tin cậy việc đánh giá các bề mặt chức năng một cách chính xác và khách quan .

Polytechnik Schmidt đã tham gia vào thị giác máy kể từ khi nó được thành lập vào năm 2003 và với tư cách là nhà tích hợp hệ thống đang hoạt động trong ngành ô tô, sản xuất thép, thực phẩm, bao bì và các lĩnh vực khác. Schmidt mô tả thiết kế hệ thống camera và phát triển hình ảnh để phát hiện lỗi chuyên biệt là năng lực cốt lõi của công ty ông. “ Chúng tôi sử dụng các thư viện thị giác máy đã có sẵn, nhưng cũng phát triển giao diện người dùng đồ họa của riêng mình, chẳng hạn như để cung cấp phân tích hình ảnh do Sherlock cung cấp cho khách hàng theo cách thân thiện hơn với người dùng. Chúng tôi đã tạo ra một giao diện cho toàn bộ hệ thống điều khiển bằng cách lưu trữ liền mạch dữ liệu hình ảnh đã ghi và kết quả phần mềm cho từng hình ảnh, đáp ứng yêu cầu đảm bảo chất lượng liên tục của khách hàng của chúng tôi.”

Schmidt cho biết Polytechnik Schmidt đã tăng cường hợp tác với Teledyne DALSA trong những năm gần đây: “ Chúng tôi đã mở rộng việc sử dụng phần mềm Sherlock từ năm 2010 và hiện có kiến ​​thức sâu rộng về các công cụ riêng lẻ trong thư viện mạnh mẽ này. ” Ngoài ra, máy ảnh của nhà sản xuất Canada ngày càng trở nên quan trọng hơn. Sau khi ban đầu sử dụng máy ảnh từ dòng Genie và Genie Nano trong một số ứng dụng, công ty của Schmidt đang ngày càng tin tưởng Teledyne như một đối tác về thị giác máy do trải nghiệm tích cực này.

Sau khi điều tra sơ bộ chi tiết và so sánh các tùy chọn ghi và đánh giá khác nhau cho khối động cơ kiểm tra hệ thống, rõ ràng là các thành phần thị giác máy thiết yếu một lần nữa được đặt hàng từ Teledyne DALSA. “Ngoài việc cung cấp phần cứng, Teledyne DALSA còn cung cấp cho chúng tôi sự hỗ trợ có thẩm quyền về các vấn đề lập trình và đưa ra câu trả lời hữu ích cho các câu hỏi đặc biệt về tích hợp và điều khiển camera,” Giám đốc điều hành nhấn mạnh.“Với Teledyne DALSA, chúng tôi đã tìm được một đối tác không chỉ sản xuất nhiều loại camera quét vùng và quét đường hiệu suất cao cũng như phần cứng thu thập và đánh giá hình ảnh liên quan, mà còn phát triển các thuật toán để đánh giá hình ảnh. Kết quả là chúng tôi lấy các thành phần chính từ một nguồn duy nhất và có thể tin tưởng vào thực tế là phần cứng và phần mềm phù hợp với nhau mà không gặp bất kỳ sự cố nào.”

Ngay cả khi có câu hỏi về việc triển khai công nghệ trong các ứng dụng rất đặc biệt, Schmidt đã có những trải nghiệm rất tích cực với Teledyne DALSA: “ Chúng tôi chỉ phải nói chuyện với một công ty biết rất rõ về sản phẩm của mình. Việc kết nối trực tiếp với bộ phận dịch vụ và phát triển phần mềm Sherlock là một lợi thế rất quyết định đối với chúng tôi so với các nhà cung cấp khác, bởi vì chúng tôi phụ thuộc vào việc cung cấp cho khách hàng của mình dịch vụ chất lượng cao, tốt nhất có thể — ngay cả trong những trường hợp khó khăn! Làm việc với một công ty có sự hiện diện trên toàn thế giới, cơ sở hạ tầng rất tốt và các chuyên gia hạng nhất trong bộ phận phát triển đã được chứng minh là rất hữu ích. Chúng tôi cảm thấy rằng các ý tưởng và đề xuất cải tiến sản phẩm của chúng tôi được Teledyne DALSA đánh giá cao, điều này không ngừng củng cố mối quan hệ của chúng tôi.”