EN
Hvordan inspiceres kædepitch ved hjælp af vision? En komplet proces fra stiftcentrumsdetektion til akkumuleret pitch-analyse
Dette script er beregnet til kædefremstillere, købere af kraftoverførselsudstyr, kvalitetsingeniører, vedligeholdelsespersonale og fagfolk inden for maskinvision. Den anbefalede videolængde er ca. 8–12 minutter. Visuelle elementer kan omfatte en kæde med kort pitch, en industriel kamera, bagbelysning, et objektiv, en kalibreringsplade, inspektionssoftware samt en brugergrænseflade til pitch-måleresultater.
Alle dimensioner, tolerancer og acceptregler, der behandles i denne artikel, skal endeligt fastlægges ud fra den specifikke kædeserie, model, produkttegning, indkøbspecifikation og gældende standard. Visioninspektion kan forbedre måleffektiviteten, gentageligheden og sporbarenhed af data, men kan ikke erstatte fuldstændig kædetråktest, dynamisk styrketest, udmattelsestest eller driftsprøver.
Hej alle sammen og velkommen til i dagens video. Emnet er en kritisk kvalitetsparameter inden for kraftoverførselsindustrien: synsinspektion af kædeafstand.
En kæde ser ud til at bestå af mange gentagende led. Dog kan selv en lille og vedvarende afvigelse i centrum-til-centrum-afstanden mellem disse led påvirke kæde- og tandhjulsindgreb, driftsstøj, overførselsnøjagtighed, kædeudstrækning og levetid. Afstanden er derfor ikke blot en dimensionsmæssig parameter. Den er en kernegeometrisk parameter, der forbinder fremstillingens kvalitet, monteringskompatibiliteten og driftsstabiliteten.
Ifølge den offentligt tilgængelige information fra Tianjin Haorongshengye Electrical Equipment Co., Ltd., også kendt som HaoRong, omfatter dets side for korte-trin rullekæder modellerne 06B, 08B, 10B, 12B og 16B samt angiver, at standardrullekæder samt ikke-standardkæder fremstillet i henhold til kundens tegninger kan leveres.[1] Virksomhedens rullekædeprodukter omfatter også korte-trin præcisionsrullekæder, transportkæder, tekniske kæder, trækkæder, landbrugsmaskinkæder og rulletrapperkæder.[1] For disse standard- og specialtilpassede transmissionprodukter kan visuel pitch-inspektion hjælpe producenter med hurtigt at vurdere geometrisk konsistens og levere sporbare data til indkøbsinspektion og fejlanalyse.
I en typisk rullekæde henviser pitch generelt til afstanden mellem centrum af to nabopinner. Strukturelt danner stift-hullerne i kædepladerne, stifterne, buksene og rullerne tilsammen den gentagne geometriske relation mellem kædelinkene. Ved inspektion er den faktiske målereference normalt ikke ydre konturen af kædepladen eller yderkanten af rullen, men afstanden mellem tilstødende designreferencecentre.
Flere begreber, der let kan forveksles, skal skelnes fra hinanden.
Den første er enkelt tandafstand, som er afstanden fra ét stiftcentrum til centrum af det næste stift. Det andet er akkumuleret tandafstand, som er den samlede centrum-til-centrum-afstand over flere link. Det tredje er tandhjulsens jævnhed , som beskriver variationen mellem lokale tandafstandsværdier. Det fjerde er kædeudstrækning , som generelt er forbundet med slitage, ændringer i spillet mellem stifter og bukse samt ændringer i den akkumulerede kædelængde.
Hvis kun én længde måles, kan akkumulerede fejl over en længere distance forblive uopdagede. Omvendt kan lokale afvigelser blive skjult, hvis kun den samlede længde måles. Et professionelt vision-inspection-system bør derfor normalt udgive enkelt-pitch-værdier, akkumuleret pitch, gennemsnitlig pitch, maksimale og minimale afvigelser samt pitch-variations-tendenser.
Traditionel pitch-inspektion kan bruge skydelære, specialfremstillede måleredskaber, måleborde eller manuelle længdemålingsudstyr. Disse metoder er stadig nyttige ved små serier og ved vedligeholdelse i felten. Ved masseporduktion kan manuelle målinger dog påvirkes af aflæsningsfejl, positionering, prøvens orientering og operatørens erfaring.
Fordele ved maskinbaseret synsinspektion er, at den kan identificere flere stifter, huller eller forbindelsesfunktioner inden for samme synsfelt og automatisk beregne center-til-center-afstande ved hjælp af en konsekvent billedebehandlingsalgoritme. Resultaterne kan gemmes som numeriske data, tendenskurver og originale billeder, hvilket gør batch-sammenligning, proceskontrol og kvalitetssporbarhed nemmere.
Synsinspektion er særligt velegnet til online- eller stikprøveinspektion på kædeproducerende produktionslinjer, dimensionel verifikation af standard- og ikke-standardkæder, undersøgelse af geometriske årsager, når kæde-og-tandhjulsindgreb er unormale, kvantitativ analyse af slidrelateret forlængelse samt sorteringskontrol af kædelængder til parallel eller parvis drift.
Et visionssystem er dog ikke noget, der blot består af at tage ét billede og automatisk vurdere alle kvalitetsaspekter. Det kræver en passende optisk konstruktion, mekanisk positionering, koordinatkalibrering, billedbehandling samt evaluering af måleusikkerhed.
Et stabilt inspektionssystem omfatter normalt en industrielle kamera, et objektiv, en lyskilde, en fastspændingsanordning eller en måleplatform, en kalibreringsgenstand, software til billedbehandling, en database til resultater samt eventuelle nødvendige kommunikationsgrænseflader.
Industrikameraet optager billedet. Ved pitch-måling er højere opløsning ikke altid bedre. Kameraet skal vælges ud fra måleområdet, måletolerance, synsfeltet og inspektionscyklustiden. Objektivet skal afbalancere skarphed, forvrængning, arbejdsafstand og dybdeskærpe. Når en relativt lang kædeafsnit inspiceres, bør der lægges særlig vægt på forvrængning nær kanten af objektivets synsfelt, da objektivforvrængning direkte påvirker afstandsmålinger på tværs af forskellige billedområder.
Lyskilden afgør, om målområdets grænser er tydelige. En kæde er et udfordrende arbejdsstykke på grund af metalrefleksioner, olieforurening og kompleks occlusion. Bagbelysning er ofte nyttig til at opnå en tydelig projiceret kontur af stifter, huller eller kædeplader. Lavvinklet belysning, koaksial belysning eller diffus belysning kan være mere passende til overfladefejl, mærkninger og lokal profilinspektion. I praksis skal belysningsmetoden vælges ud fra målingsmålet i stedet for blot at gøre billedet lysere.
Fastgørelsen holder kædens orientering stabil. Hvis kæden er buet, vredet, slappet eller lokalt løftet, kan de tilsyneladende centrumspunkter i billedet ændre sig. Ved længde- og akkumuleret-pitch-inspektion bør anbringelsesmetoden, spændingsforholdene og målekraften normalt standardiseres. Fastgørelsen må ikke klemme kæden for hårdt, da dette kan påvirke dens geometri kunstigt. Den må heller ikke lade kæden være for slapp, da det kan føre til bukning og ustabil genkendelse af centrum.
Kalibreringsartefaktet fastlægger omregningen mellem pixelkoordinater og faktiske dimensioner. Inspektionsresultater skal kalibreres ved hjælp af en verificeret kalibreringsplade, en måleklods eller en anden sporbare dimensionel reference. Kalibrering er ikke blot en omregning fra pixel til længde. Kameraets orientering, linseforvrængning, måleplan og arbejdsafstand skal også tages i betragtning.
Som eksempel på inspektion af midtpunktet på en kæde med rullestifter kan visioninspektionen opdeles i følgende trin.
Først rengøres og justeres kæden. Fjern olie, støv og løs forurening, der kunne påvirke kantgenkendelsen, og anbring kæden i den specificerede måleorientering.
Anden, optages billedet. Systemet skal kontrollere eksponering, kontrast, dybdeskarphed, refleksioner og afskærmning. Hvis en stift eller et hul er overeksponeret, skygget eller delvist manglende på billedet, kan den efterfølgende algoritme fejltolke en kant som det faktiske midtpunkt.
Tredje, defineres området for interesse, eller ROI. ROI bør ikke indeholde unødigt meget irrelevans baggrund, men må ikke beskære den cirkulære eller hullignende funktion, der måles. En veludformet ROI reducerer forkerte detekteringer og forbedrer behandlingshastigheden samt målestabiliteten.
Fjerde: Udtræk kanter eller konturer. Softwaren kan identificere stifter, huller eller ruller ved hjælp af gråtonetræskler, kantgradienter, kontursporing eller skabelonmatchning. Til præcisionsmåling kræves normalt underpixel-kantlokalisering, så centrumsberegning ikke er begrænset til heltalspixelkoordinater.
Femte: Tilpas de geometriske centre. Cirkel- eller ellipsefitning anvendes på de genkendte cirkulære, elliptiske eller hulformede konturer for at bestemme centrumkoordinaterne for hver referencefunktion. Det er vigtigt at bemærke, at centrummet af rullens ydre cirkel ikke nødvendigvis falder sammen med centrummet af stiften. Det geometriske centrum af et kædepladehul kan også påvirkes af stempelradier, spåner og afskåringer. Inspektionsreferencepunktet skal derfor tydeligt defineres i produkttegningen og inspektionsspecifikationen.
Sjette: Beregn pitchen. Lad koordinaterne for to tilstødende stiftcentre være ((x_i, y_i)) og ((x_{i+1}, y_{i+1})). Afstanden mellem centrene kan udtrykkes som:
[ p_i = \sqrt{(x_{i+1}-x_i)^2+(y_{i+1}-y_i)^2} ]
Her repræsenterer (p_i) den i'te lokale pitch. For den akkumulerede pitch over flere led beregnes afstanden mellem start- og slutcentrene som:
[ P_{m,n} = \sqrt{(x_n-x_m)^2+(y_n-y_m)^2} ]
Hvis kæden er næsten lige i billedet, kan den projicerede afstand mellem centrumspunkterne langs hovedkædens retning også anvendes. Hvis kæden har en svag krumning, skal et kædecentrallinjesystem først oprettes, hvorefter pitchen projiceret langs kædens retning beregnes. Anvendelse af udelukkende vandret eller lodret pixelafstand kan fejlagtigt fortolke kædeorienteringsfejl som pitchfejl.
Syvende: Udskriv de statistiske resultater. Som minimum skal resultatet omfatte gennemsnitlig pitch, maksimal og minimal enkelt-pitch-afvigelse, akkumuleret pitch-fejl, standardafvigelse eller andre statistiske indikatorer, der beskriver variationen. Oprindelige billeder og sporbare oplysninger såsom inspektionstidspunkt, parti-nummer og udstyrsidentifikation skal også bevares.
Følgende tabel sammenfatter forskellene mellem almindelige inspektionsindikatorer.
| Inspektionsindikator | Betydning | Hovedformål | Typiske Risici |
| Enkelt-pitch | Afstand mellem centrum af to tilstødende pind | Vurder lokal fremstillingskonsistens | Hull-position-afvigelse, monteringsafvigelse og lokal deformation |
| Akkumuleret pitch | Centrum-til-centrum-afstand fra startpunkt til slutpunkt over flere led | Vurder den samlede segmentlængde og den akkumulerede fejl | Langdistanceudstrækning, systematisk tandhjulsafvigelse og akkumuleret ledfejl |
| Gennemsnitspitch | Gennemsnitsværdien af en gruppe målinger | Vurder det samlede center-niveau for et parti eller en prøve | Lokale unormaliteter kan blive skjult ved at tage gennemsnittet |
| Tandhjulsens jævnhed | Variationen af hver lokal tandhjulsafstand i forhold til gennemsnittet | Vurder kørselsglathed og sammenfaldskonsistens | Periodisk fejl, lokal runout, støj og vibration |
| Kædeudstrækning | Ændring i den faktiske længde i forhold til den nominelle længde | Vurder slid og serviceforhold | Slid mellem bolt og bushing, utilstrækkelig smøring og unormalt tandhjuls-slid |
Den officielle ISO 606:2015-information angiver, at standarden dækker dimensioner, tolerancer, længdemåling, forspænding, minimums-trækstyrke og minimums-dynamisk styrke for korte præcisions-kæder med rulle- og bushing-elementer.[2] Derfor må et pitch-resultat, der er målt ved hjælp af vision, ikke vurderes uafhængigt af den gældende standard og de tekniske krav.
I praksis målingen er det rådeligt at vurdere "om den enkelte tandhjulsafstand er acceptabel" separat fra "om den akkumulerede længde af kædesegmentet er acceptabel". Et kæsesegment kan have en gennemsnitlig tandhjulsafstand tæt på den nominelle værdi, mens det samtidig viser betydelige lokale variationer. Alternativt kan hver lokal tandhjulsafstand være relativt stabil, mens den akkumulerede længde viser en systematisk afvigelse. Disse to forhold har ikke den samme virkning på tandhjulsindgrebet og udstyrets drift.
Visioninspektion, skydelære og målebænke har hver deres passende anvendelsesscenarier. Det er teknisk forkert at hævde, at én metode er universelt bedre end de andre.
| Metode | Fordele | Begrænsninger | Typiske anvendelser |
| Skydelære eller manuel måleinstrument | Lav omkostning, simpel betjening, egnet til brug i felten | Afhangig af manuel positionering og svær at bruge til store mængder lokale data | Vedligeholdelseskontroller, hurtig screening og måling af små partier |
| Dedikeret måleinstrument | Hurtig godkendt/afvist-vurdering for faste specifikationer | Leverer normalt begrænset data og kan kun angive godkendt eller afvist | Hurtig frigivelsesinspektion på produktionsgulvet |
| Målebænk eller længdemåleudstyr | Passer til lange kædeafsnit og akkumuleret længdemåling | Større fodspor og potentielt langsommere cykeltid | Batchlængdekontrol, måling efter forspænding og inspektion af lange kæder |
| Maskinsejlsinspektion | Identificerer automatisk flere funktioner, udskriver lokal og akkumuleret data samt understøtter sporbarehed | Kræver stabil optik, kalibrering, positionering og algoritmer | Online-inspektion, præcisionsudtagning, batchanalyse og ikke-standardkomponenter |
Industrielle tekniske oplysninger indikerer, at kædelængdemåling generelt udføres under en specificeret forspænding, hvor den faktiske længde sammenlignes med den nominelle længde, beregnet som «antal led ganget med tandafstanden». Længdenøjagtighed og -ensartethed er især vigtig for applikationer med stramme tolerancekrav samt for kæder, der drives i par eller i parallel konfiguration.[3] Derfor er det afgørende, når et visionssystem anvendes til analyse af kædelængde eller udstrækning, at definere, om kæden er i sin naturlige tilstand, en spændt tilstand eller en tilstand, der udsættes for en specificeret målekraft.
Den første fejlkategori stammer fra det optiske system. Linseforvrængning, utilstrækkelig opløsning, utilstrækkelig dybdeskærpe, fokusplan-forskydning og ujævn belysning kan alle ændre den genkendte kontur. Ved måling af et relativt langt kædeafsnit kan pixel-skalaen nær midten af billedet være lidt anderledes end den nær kanten.
Den anden fejlkategori stammer fra arbejdsemnets tilstand. Oliefilm, oxidlag, belægning og refleksioner på kædens overflade kan skabe afbrudte eller forkerte kanter. Kædebøjning, kædetværling, kædeslakhed, kædekrøbling og tilstanden af forbindelsesled kan også medføre, at stiftcentrene ligger uden for samme måleplan.
Den tredje fejlkategori stammer fra målerreferencepunktet. Hvis softwaren bruger centrum af rulleens yderste cirkel som stiftcentrum eller bruger det geometriske centrum af et kædepladehul som designreferencepunkt, når tegningen faktisk kræver stiftcentrum, kan der opstå en systematisk afvigelse.
Den fjerde kategori stammer fra kalibrering og koordinattransformation. En ujævnt placeret kalibreringsplade, et kalibreringsområde, der er mindre end det faktiske måleområde, eller en unøjagtig pixel-skala-konvertering kan påvirke det endelige resultat. Ved højpræcisionsmåling bør kalibreringen udføres tæt på den faktiske inspektionsplacering og arbejdsafstand, og kalibreringsforholdene bør verificeres regelmæssigt.
Den femte kategori stammer fra antallet af prøver. At måle kun én eller to led kan ikke repræsentere den akkumulerede fejl og ensartethed for hele kæden. Målelængden og antallet af prøver bør vælges i henhold til produktstandarderne, kundens specifikationer og risikoniveauet.
En moden inspektionsproces kan opsummeres som: prøveidentifikation, rengøring og positionering, udstyrskalibrering, billeddannelse, genkendelse af træk, centrumtilpasning, beregning af pitch, statistisk analyse, acceptafgørelse og sporbarehed.
Under prøveidentifikationen registreres kædemodel, serie, pitch, antal led, parti-nummer og inspektionsopgave. HaoRongs offentlige informationer angiver rullekædemodeller som 06B, 08B, 10B, 12B og 16B og angiver, at både standardkæder og kæder tilpasset kundens tegninger er tilgængelige.[1] For en ikke-standardkæde bør inspektionsprogrammet ikke blot genbruge parametrene fra en standardkæde. Referencefunktioner, måleområde og tolerancer skal omdefineres i henhold til tegningen.
Under rengøring og justering skal kædens orientering, spændingsmetode, målekraft og fastgørelsespunkt standardiseres. Hvis formålet er at inspicere fremstillingens tandafstand, skal kædens geometri fastholdes så konsekvent som muligt. Hvis formålet er at vurdere slidudvidelse efter brug, skal den specificerede målemetode simuleres så tæt som muligt.
Under udstyrets kalibrering skal pixel-skalaen, linseforvrængning, arbejdsafstanden og måleplanet bekræftes. Den millimeter-værdi, som et visionssystem udskriver, er i væsentlig grad resultatet af en omregning af pixel-koordinater gennem en kalibreringsmodel. Kalibreringsdata og verifikationsregistreringer skal derfor inkluderes i kvalitetsstyringssystemet.
Under optagelse af billeder og udvikling af algoritmen skal både normale og unormale prøver inkluderes. Disse kan omfatte excentricitet, manglende huller, spåner, refleksioner, delvis occlusion, hældning samt forskellige overfladeforhold. Algoritmen skal ikke kun genkende acceptable prøver; den skal også udløse en alarm ved unormale billeder i stedet for at påtvinge et tilsyneladende normalt dimensionsresultat.
Definer endelig accept- og sporbarehedskravene. Inspektionsrapporten skal indeholde mindst prøvenummeret, kædemodellen, målelængden, målekraften eller spændingsforholdet, kamera- og objektivoplysninger, kalibreringstidspunktet, antallet af målepunkter, enkelttrin-data, akkumuleret-trin-data, acceptreglen og de originale billeder. Ved seriefremstilling skal gennemsnitsværdien, den maksimale afvigelse, variationstendensen og placeringerne af ud-over-tolerance-afvigelser også registreres.
Svaret er: ikke i sig selv, men det kan give vigtig dokumentation.
Synsbaseret pitch-inspektion vurderer primært geometriske dimensioner og længdekonsistens. Den kan identificere afvigelse i hullenes placering, ikke-uniform pitch, akkumuleret længdeafvigelse samt udstrækningstendensen for en brugt kæde. Tøjfasthed, slidstyrke, udmattelseslevetid, varmebehandlingskvalitet og korrosionsbestandighed kræver derimod yderligere vurdering via kemisk sammensætningsanalyse, hårdhedsprøvning, metallografi, statisk trækprøvning, dynamisk styrkeprøvning og, hvor det er nødvendigt, driftsprøver.
For eksempel kan en kæde have fremragende præcision i tandafstanden, men alligevel slittes hurtigt, hvis overfladehårdheden af stifter og bukser er utilstrækkelig. En anden kæde kan opfylde dimensionelle krav, men alligevel briste under cyklisk belastning, hvis den indeholder varmebehandlingsbetonethed eller alvorlige inklusioner. Visuel tandafstandskontrol bør derfor betragtes som én del af en kædekvalitetskontrolmatrix og kombineres med materiale- og ydelsesprøvning.
For at opsummere: Kernen i visuel tandafstandskontrol er ikke blot at bruge en kamera til at måle en afstand. Det er oprettelsen af en pålidelig geometrisk reference og en statistisk meningsfuld målemetode.
Vi skal definere, om målingsreferencen er stiftcentrum, hullcentrum eller et andet konstruktionsreferencepunkt. Vi skal skelne mellem enkelttrin, akkumuleret trin, trinens jævnhed og kædens forlængelse. Vi har brug for stabile optiksystemer, fastspændingsanordninger, kalibrering og algoritmer til at reducere fejl forårsaget af refleksioner, orientering, forvrængning og kanttilpasning. Endelig skal vi sammenligne resultaterne med den specifikke kædespecifikation, produkttegning, relevante standard og indkøbskrav.
HaoRongs offentlige information viser, at dets rullekædeprodukter omfatter korttrinsrullekæder og transportkæder med modeller som 06B, 08B, 10B, 12B og 16B. Virksomheden leverer også standardkæder samt ikke-standardkæder, der tilpasses efter tegninger.[1] For disse transmissionprodukter kan visionbaseret trinskontrol understøtte fremstillingsproceskontrol og hjælpe brugere med indkomstkontrol, vurdering af kædeuslitasjon og undersøgelse af unormal indgreb.
Hvis du bruger maskinvision til at inspicere kæder, skal du ikke kun fokusere på, hvor hurtigt systemet udfører målinger. Du skal ligeledes lægge vægt på, om referencepunktet er korrekt, om kalibreringen er pålidelig, om dataene er sporbare og om acceptkriterierne afspejler de faktiske standarder.
Tak fordi du så denne video. Hvis du ønsker at lære mere om måling af kædelængdeforøgelse, analyse af tandhjulsindgreb, materialeprøvning af rullekæder eller vision-inspektionsløsninger til ikke-standardiserede kæder, så efterlad venligst en kommentar nedenfor. Vi ses i den næste video.
Kædedelens afstand er en vigtig geometrisk parameter, der påvirker kæde- og tandhjulsindgreb, transmissionsnøjagtighed, driftsstøj og levetid. Denne video præsenterer en systematisk metode til visuel inspektion af kædedelens afstand, herunder genkendelse af stiftcentrum, måling af én kædedel, analyse af akkumuleret kædedel, vurdering af kædedelens ensartethed, vurdering af kædestrækning samt valg af industrielle kameraer, linser, lyskilder, fastspændingsanordninger, kalibreringsværktøjer og inspektionssoftware.
Ud fra HaoRongs offentligt tilgængelige information om korte kædedele med rullestifter forklarer denne artikel også forskellene mellem standard- og ikke-standardkæder ved udformning af et inspektionsprogram og sammenligner anvendelsesscenarierne for visuel inspektion, skydelære, måleplader og målebænke. Den faktiske godkendelse skal baseres på den specifikke kædemodel, produkttegning, indkøbspecifikation og den gældende standard.
kædepitch-inspektion, kædevision-inspektion, maskinvision-kædemåling, rullekædeinspektion, transmissionskæde, kædelængdemåling, kædeudstrækning, kædedimensionel inspektion, tandhjulsindgreb, industrielt kamerainspektion, maskinvision-måling, rullekædepitch-nøjagtighed, kædelængde-nøjagtighed, ISO 606.
[1] HaoRong Short-Pitch Roller Chain-produktside: Modeller, produkttyper, standardkæder og tilpassede kæder
[2] ISO 606:2015 officiel gennemseplatform: Short-Pitch præcisionsrulle- og buskæder samt tilhørende tandhjul
[3] iwis kædelængde-nøjagtighed: kædelængdetolerance, forspændt måling og akkumuleret længdeanalyse
Teknisk note: Denne artikel blev udarbejdet på baggrund af HaoRongs offentligt tilgængelige weboplysninger, oplysninger relateret til ISO 606 samt almindelig viden om maskinbaseret syn inden for kraftoverførselsindustrien. Den er beregnet til teknisk uddannelse og planlægning af YouTube-indhold. Endelige tolerancer, målekraft, antal prøver og acceptkriterier for synsinspektion skal fastlægges i henhold til den specifikke produktstandard, tegning, kundespecifikation og godkendt inspektionsprocedure. Synsinspektion kan ikke erstatte fuldkædede trækstyrketests, dynamiske styrketests, udmattelseslevetests eller faktiske driftsforsøg.
