Tự động hoá kiểm tra và đánh giá chất lượng

TỰ ĐỘNG HOÁ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG (Tiếp theo) Các phương pháp kiểm tra không tiếp xúc kiểu quang học • Có 3 loại: – 1. Machine vision – 2. Thiết bị quét chùm tia laser (Scanning laser beam devices) – 3. Photogrammetry – Cả 3 đều dùng cảm biến quang học hay vật liệu cảm quang. Những hệ thống cảm biến quang học đơn giản dùng photocells, photodiodes, photographic paper. Machine vision • Gồm 1 TV Camera và digital computer hoạt động như một bộ tiền xử lý (preprocessor). Sự kết hợp phần cứng và phần mềm sẽ sốâ hóa hình ảnh và phân tích ảnh bằng cách so sánh với dữ liệu lưu trong bộ nhớ. Dữ liệu thường là các models của đối tượng cần kiểm tra. Thiết bị quét chùm tia laser - Scanner laser beam Devices • Phần lớn các thiết bị quét chùm tia là dùng tia laser làm nguồn sáng. Ưu điểm của việc dùng tia laser là có thể tạo ra tia sáng mạnh từ xa. • Thiết bị dùng đo kích thước của vật thông qua thời gian mà vật che khuất dòng ánh sáng khi nó đi qua. Khi kích thước không đạt một cơ cấu sẽ nhận tín hiệu và đẩy nó ra khỏi dây chuyền. Sơ đồ của một hệ thống kiểu này được vẽ trên hình 10.1 Bộ xử lý tín hiệu Bộ phát hiện quang học Thấu kính Vật kiểm tra Thấu kính Gương xoay Thời gian quét Laser t1 t2 t1 t2 Hình 10-1. Sơ đồ hệ thống quét chùm tia laser Photogrammetry • Nguyên tắc: Dùng dữ liệu từ một ảnh được quét bởi hai máy quay để nhận biết vật thể 3D trong không gian. Hai ảnh được đọc bởi một thiết bị gọi là monocomparator để xác định tọa độ và vị trí của vật. Vật kiểm tra Máy tính xử lý ảnh Camera 1 Camera 2 Hình 10.2 Sơ đồ hệ thống đo theo nguyên tắc Photogrammetry Các phương pháp kiểm tra khơng tiếp xúc Đo kích thước các lỗ dùng cảm biến quang học Máy đo quang học (kính hiển vi) Các phương pháp kiểm tra không tiếp xúc mà không phải quang học • Có 3 loại thông dụng: – Kỹ thuật điện trường (Electrical field techmique) – Kỹ thuật phóng xạ (Radiation technique) – Kỹ thuật siêu âm (Ultrasonics) – Kỹ thuật khí nén Kỹ thuật điện trường: • Có 3 loại Từ trở (Reluctance): Những thiết bị gần đúng chỉ sự hiện diện và khoảng cách của vật nhiễm từ. Điện dung (Capacitance): Đo khoảng cách từ vật đến đầu đo. – Điện cảm (Inductance): Nhờ ống dây điện từ, hệ thống hoạt động bằng cách cho vật đi qua từ trường xoay chiều. Kết quả là có 1 dòng điện nhỏ sinh ra bên trong vật thể. Dòng điện này tự sinh ra từ trường riêng của nó và tác động tương hỗ với từ trường kia. Việc này làm cho dòng điện trong ống dây bị ảnh hưởng và có thể đo được và phân tích để xác định tính chất của vật. Radiation technique • Kỹ thuật phóng xạ tia X dùng cho mục đích kiểm tra không tiếp xúc trong kim loại và gia công kim loại. Lượng phóng xạ được hấp phụ bởi kim loại có thể được dùng để xác định chiều dày tấm kim loại khi cán Kỹ thuật siêu âm. • Dùng sóng siêu âm (có 20.000Khz) để xác định chất lượng. • Khi kiểm tra, sóng âm được truyền về phía chi tiết. Sóng âm phản xạ từ đối tượng sẽ được phân tích bằng máy tính và so sánh với mẫu của chi tiết chuẩn. Nếu có sự khác nhau đáng kể, chi tiết bị loại ra. KỸ thuật khí nén Đo kích thước các lỗ dùng cảm biến khí nén Cảm biến khí nén Thử nhờ máy tính. • Việc thử thường là thử tính năng của một sản phẩm nào đó hay một bộ phận hoàn chỉnh. Thí dụ thử động cơ, thử bộ truyền của ô tô, v.v. • Có hai mức thử: • - MưÙc thấp • - Mức cao Thử nhờ máy tính ở mức thấp • Máy tính được dùng chỉ để điều hành việc thử và phân tích kết qủa, nhưng trình tự thì lại thiết lập bằng tay và được điều khiển bởi con người. Trường hợp này, máy tính thu nhận dữ liệu từ bộ ghi dữ liệu hoặc hệ thống lưu dữ liệu và chuẩn bị bản báo cáo kết qủa. Thử nhờ máy tính ở mức cao • Một loạt trạm thử (12 hay hơn không phải là hiếm) được nối với nhau bởi hệ thống vận chuyển phôi, được giao diện trực tiếp với dây chuyền lắp ráp sao cho dòng sản phẩm chảy tự động từ chỗ kết thúc của dây chuyền lắp ráp đến chỗ đầu dây chuyền thử. Tất cả các vấn đề của qui trình thử đều được điều khiển nhờ máy tính. Thử nhờ máy tính ở mức cao • Nếu kết qủa thử tốt, nó sẽ tự động cho di chuyển đến khâu sau. Nếu không đạt, sẽ được đưa đến trạm sửa lại cho con người xem xét. Máy tính có thể rất hữu ích trong việc chỉ ra nguyên nhân hỏng hóc và thậm chí chẩn đoán vấn đề và lời đề nghị sửa chữa. Một đặc điểm khác của vài tế bào thử là khả năng điều chỉnh sản phẩm trong chu kỳ thử để tinh chỉnh chức năng hoạt động của nó. Thử nhờ máy tính ở mức cao • Các tế bào thử nhờ máy tính được dùng trong trường hợp sản phẩm phức tạp và sản xuất với số lượng đáng kể. Thí dụ động cơ ô tô, động cơ máy bay, và mạch IC. Ưu điểm của những tế bào này là tốc độ thử nhanh, đảm bảo chính xác hơn, chiếm ít thời gian hơn so với thử bằng tay. Tích hợp CAQC với CAD/CAM • Bộ phận điều khiển chất lượng dùng cùng một CSDL của hệ thống CAD/CAM để so sánh kết quả đo với tiêu chuẩn do người thiết kế chỉ định trong CSDL CAD/CAM. • Xác định chương trình NC để vận hành các thiết bị đo tọa độ. • Khi có sự thay đổi thiết kế đối với sản phẩm thì chương trình thử và kiểm tra sẽ thay đổi theo. Thí dụ về cơ cấu và thống kiểm tra và phân loại tự động • Các cơ cấu phân loại bi • Cơ cấu phân lạo trục theo đường kính • Cơ cấu phân loại trục theo chiều dài Cơ cấu phân loại bi Các cơ cấu phân loại trục theo đường kính Các cơ cấu phân loại trục theo chiều dài Hệ thống kiểm tra tích cực Hệ thống kiểm tra tích cực Tóm lược • Kiểm tra là một chức năng quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm • Việc điều khiển chất lượng có thể được tự động hoá nhờ những thiết bị kiểm tra tiếp xúc và không tiếp xúc trong quá trình gia công • Việc điều khiển chất lượng có thể được tích hợp với hệ thống CAD/CAM bằng cách kiểm tra dữ liệu chế tạo và so sánh với dữ liệu thiết kế ngay trong quá trình gia công và ra quyết định điều chỉnh máy cần thiết để đảm bảo chất lượng. Tóm lược • Nắm được ý nghĩa quan trọng của việc kiểm tra, các phương pháp đánh giá chất lượng, nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kiểm tra tự động, ưu nhược điểm và nơi ứng dụng của chúng là cực kỳ cần thiết trong toàn bộ khối kiến thức về tự động hoá sản xuất nhằm phục vụ công tác thiết kế, chế tạo và sử dụng các thiết bị tự động.