Штамповочный пресс способен за короткое время повторить один и тот же дефект на большой партии. Износ режущей кромки оставляет заусенец, нарушение подачи смещает контур, изменение материала влияет на вытяжку, а загрязнение инструмента переносит вмятину на каждую следующую деталь.
Автоматический контроль должен находиться достаточно близко к источнику, чтобы остановить процесс или отделить подозрительный интервал выпуска. При этом трещина, смещенное отверстие и пружинение детали требуют разных способов измерения. Состав системы выбирается по наблюдаемому признаку дефекта.
Какие дефекты возникают при штамповке
Для задачи контроля штампованные детали удобно разделить по типу отклонения:
- повреждение материала: трещина, разрыв, прокол;
- изменение рельефа: складка, вмятина, отпечаток, царапина;
- дефект разделения: заусенец, недоруб, рваная кромка;
- отклонение контура и положения отверстий;
- изменение пространственной формы, пружинение и коробление;
- отсутствующая операция или элемент детали.
Эта классификация помогает подобрать датчик. Камера видит доступную поверхность и контур, профильный датчик измеряет высоту, а 3D-система сравнивает пространственную форму.
Как обнаруживать трещины и разрывы
Открытая трещина изменяет яркость, текстуру или рельеф поверхности. Ее можно обнаружить камерой, если размер дефекта попадает в разрешение изображения, а освещение создает устойчивый контраст.
На блестящем листовом металле один общий свет часто дает блик, который перемещается при небольшом изменении положения детали. Несколько направлений низкоуглового света помогают выделить границу трещины и отделить рельеф от отражения.
Для глубокой вытяжки камеры устанавливаются с нескольких ракурсов, поскольку стенка или радиус закрывают часть поверхности. Поворот детали на отдельном посту также позволяет проверить зоны, недоступные сверху.
Если трещина находится внутри складки или не выходит на видимую поверхность, визуальный метод имеет ограниченную применимость. Для ответственных деталей состав неразрушающего контроля определяется требованиями изделия.
Складки, вмятины и отпечатки
Складка и вмятина меняют локальную высоту. Направленный свет делает такой рельеф заметным на изображении, а лазерный профилометр измеряет глубину и протяженность.
Для крупной панели камера с подходящим освещением быстро находит подозрительную область. 3D-измерение дает количественный результат и сравнивает его с допустимой формой. Эти методы могут работать последовательно: визуальный пост контролирует весь поток, а отдельная станция уточняет геометрию выбранных изделий.
Отпечаток загрязнения или повреждения штампа часто повторяется в одном месте. Система сохраняет координату дефекта и показывает его появление по циклам. Такая последовательность позволяет проверить инструмент до того, как дефект станет выраженным.
Заусенец и состояние кромки
Заусенец формируется вдоль линии разделения и имеет небольшую высоту. Камера под углом может увидеть светлую или темную полосу по краю, а профильный датчик измеряет выступ над основной поверхностью.
Выбор метода зависит от допуска. Для признака наличия крупного заусенца достаточно стабильного изображения. Для числового ограничения высоты требуется измерительная схема с известной точностью и базой.
Недоруб и рваная кромка изменяют контур. Подсветка с обратной стороны создает четкий силуэт плоской детали и помогает сравнить фактическую границу с эталоном. На объемной детали используются несколько проекций или 3D-данные.
Контроль контура и отверстий
Калиброванная камера измеряет внешний контур, диаметр и положение отверстий в рабочей плоскости. Деталь базируется в оснастке либо программа сначала находит опорные признаки и компенсирует допустимое смещение.
Для отверстия контролируются наличие, количество, диаметр, форма и координата. Если пробивка не сработала, система видит сплошной участок. При смещении подачи отверстие окажется вне допуска относительно базовых элементов.
Контур сравнивается по функциональным зонам. Отклонение на монтажной кромке и естественный разброс необрабатываемого участка могут иметь разные допуски. Рецепт хранит требования для каждого артикула.
Общие правила установки камер, объективов и подсветки раскрыты на странице про визуальные датчики для производства.
Пружинение и пространственная форма
После снятия усилия металл частично меняет форму. Деталь может иметь правильный вид сверху, но отличаться по высоте, углу стенки или положению фланца. Такой дефект относится к пространственной геометрии.
Для контрольных сечений применяется лазерный профиль. Для сложной панели оптическое 3D-измерение получает карту поверхности и сравнивает ее с номинальной моделью. На ней видны общий прогиб, скручивание, отклонение обрезки и положение формованных элементов.
Плоские зоны можно проверять отдельным постом. В статье про контроль плоскостности деталей рассмотрены измерительные точки, базирование и влияние прижима.
Почему отражающий металл усложняет съемку
Яркость штампованной детали зависит от угла света, направления проката, следов смазки и небольшого наклона. На одном кадре блик может выглядеть как пятно, а реальная вмятина растворяется в отражении.
Свет проектируется вместе с оптикой и положением изделия. Рассеянное освещение уменьшает резкие отражения, низкоугловое подчеркивает кромки и рельеф, а поляризация помогает управлять частью бликов. Для отдельных задач используются последовательные кадры с разных направлений.
Настройка проверяется на деталях из разных рулонов и после реального нанесения смазки. Образцы должны отражать рабочий разброс поверхности, иначе система будет стабильна только на лабораторной выборке.
Где установить контроль
Камера внутри или рядом со штампом может подтвердить удаление детали, положение заготовки и наличие технологического элемента до следующего хода. Такая проверка защищает инструмент и предотвращает повторный удар по оставшейся детали.
Сразу после пресса контролируются доступные поверхности, контур и наличие операций. Деталь уже отделена от инструмента, но остается связанной с конкретным циклом. При обнаружении отклонения контроллер может остановить пресс или отвести продукцию.
Отдельный пост подходит для поворота детали, измерения 3D-формы и более длительного цикла. Он может располагаться перед сваркой, сборкой или упаковкой, где дефект еще не успел увеличить стоимость изделия.
Как связать дефект с циклом пресса
Результат сохраняется вместе с номером детали или циклом, временем, прессом, штампом, позицией многопозиционного инструмента, рулоном материала и текущим заданием.
Если система получила отрицательное решение после того, как следующая деталь уже вышла, она отслеживает интервал от точки съемки до механизма отвода. Энкодер, датчики положения и счетчик циклов обеспечивают соответствие решения физическому изделию.
При повторяющемся дефекте можно автоматически остановить процесс после заданного количества срабатываний. Одиночная подозрительная деталь направляется на повторную проверку, а серия одинаковых отклонений требует осмотра инструмента.
Как определяется годная деталь
Рецепт содержит зоны, признаки и допуски. Для контура применяются числовые границы, для визуального дефекта - минимальный размер, форма и критичная область, для 3D-геометрии - допустимое отклонение поверхности.
Образцы классифицируют технолог и служба качества. В выборку включают годный разброс, дефекты разной выраженности и значения около границы допуска. Это позволяет отделить след процесса, допустимый по требованиям, от настоящего брака.
Общий материал про контроль поверхности деталей подробнее рассматривает подготовку эталонов и борьбу с ложными срабатываниями.
Что происходит после срабатывания
Для каждой категории задается действие. Крупный разрыв или отсутствие операции могут немедленно остановить пресс. Локальная царапина направляет деталь на проверку. Тенденция роста заусенца создает предупреждение о состоянии инструмента.
Оператор видит изображение или карту, место дефекта и код причины. После осмотра он подтверждает результат в пределах своих полномочий. Изменение автоматического решения сохраняется в журнале.
В системе управления качеством событие связывается с партией, несоответствием и корректирующим действием. Производство получает статистику по штампу и времени работы.
Как анализировать причины
Само изображение показывает проявление дефекта. Для поиска причины его сопоставляют с давлением, позицией пресса, скоростью, параметрами подачи, номером рулона, количеством циклов после обслуживания и заменой инструмента.
Рост заусенца по мере наработки указывает на проверку режущей пары. Смещение контура после смены рулона требует анализа подачи и характеристик материала. Повторяющаяся вмятина в одной координате связана с состоянием поверхности штампа или загрязнением.
Система формирует временную линию и помогает сузить поиск, а технолог подтверждает причинную связь и назначает действие.
Как провести пилот
Пилот начинается с одного изделия и двух-трех дефектов, которые создают наибольшие потери. Собираются реальные детали, определяются минимальные признаки и допустимый цикл.
На линии проверяются положение, вибрация, масло, блики и доступность ракурса. Отдельно тестируется связь решения с конкретным циклом и работа отвода либо остановки.
ИНДИНС разрабатывает камеры, измерительные посты и программный контур для контроля штампованных деталей. Для обсуждения задачи нужны образцы, чертеж, перечень дефектов, фотографии точки после пресса, темп выпуска и описание требуемой реакции линии.