Top

SNS

  • Facebook
  • 使用messenger傳訊給MAonline
技術趨勢
精密機械智能化外徑偏擺檢測技術
2019.09.24∣瀏覽數:205

台灣為全球汽機車零件的製造基地,也是全球變速箱傳動軸齒輪等重要傳動轉向零件 的製造重鎮,生產的產品供應給各大汽車車 廠–Ford、Chrysler、GM、Honda、Toyota、 HYUNDAI、KIA等,以及電動車龍頭–特斯拉 公司等,同時也供貨給大陸各大車廠–長城、 吉利、東南、海馬等。隨客戶品項規格愈來 愈多,及產業面臨缺工危機,少子化趨勢造成大量聘雇外移勞工,不但在管理上產生問 題,且因為自動化不足,需靠人工搬運和檢 測,常有發生碰傷或漏檢的狀況,有瑕疵的工件有很高的機會流至下游客戶端,讓客訴 成為目前非常棘手的問題,為解決這些問題,全線生產自動化已經是發展趨勢,且需要更智慧化的生產能力。
文 ◆ 工研院量測技術發展中心 陳建文、羅竣威

隨著廠商希望目前國內車廠相繼成立研發中心,帶動汽車上、下游相關產業發展。國 際大廠釋出高成長的訂單,以台灣現有汽車 零組件產業的技術能力,大有機會能再擴大 參與國際分工。此時台灣如能掌握既有機械製造、電子電機、資通訊三大產業的優勢, 持續導入生產力4.0 之方法,連接智慧機械 /機器人(Intelligent Machine/Robot)、網宇 實體系統(Cyber Physical System; CPS)、 物聯網(Internet of Things; IoT)及巨量資料 (Big Data)等技術,甚至導入AI (Artificial Intelligence)使進階到I2D (Inspection to Design)模式,將可使台灣以智慧檢測技術為 核心,提升國內智慧製造的整體競爭優勢。以 下將以汽車傳動軸的智能產線與智慧化外徑偏 擺檢測設備為例,說明發展智能化線上檢測的發展關鍵要點。

汽車產業現況與需求
國內汽車自動化生產線先前多沒有全檢能力和回饋補償機制,只能透過半閉迴路或開迴路的方式進行長時間的調機,仍停留在工業3.0。近年量測技術發展中心導入智慧檢測 設備於生產線後,已透過全閉迴路方式逐漸增進了業者加工機本體的精度規格,同時也提高 生產線的可靠度以及性價比等附加價值,進 階到工業4.0。針對圓軸工件加工品檢,工研 院量測中心近幾年投入不少應用於製程上的 智慧檢測技術,包含尺寸、缺陷、材料熱處 理檢測...等,同時也發展工業4.0所需的CIS及 製程回饋系統。本文中以量測中心應用接觸 式位移量測,開發智能化汽車傳動軸研磨後 的外徑及偏擺量測設備(圖1),進行工件外徑 尺寸與其相關幾何公差進行量測品檢,如真 圓度、偏擺度及同心度...等,設備可滿足長度 100mm~650mm與直徑10mm~70mm檢測範 圍、量測時間約12秒/件、含自動化運作時間1分/件、平均稼動率96.26%;功能具備半/全自 動模式、機械手臂交握、參數配方自動更換、 統計分析及多項量測計算與檢定功能。本案例 中的產線應用模式,為單件流的生產模式(圖 2),每項生產工序需控制在72秒內,換言之, 連續生產後每72秒可以完成一隻工件生產。 檢測設備設置通常緊接著相關的生產設備後, 進行相關的品檢工作達到全檢作業,且隨著工 件物流同步資訊流,可達到完整的加工生產履 歷,此模式已建立了智慧化生產的硬體,而此 產線建置於資訊室整合之CIM及相關大數據分 析工具,除進行對製程回饋補償的計算,也作為未來持續分析同步收集的設計、環境、機 台、製程與檢測…等資訊,在完整的生產履歷 資訊下,找出可能未被發現影響生產品質的關 鍵設因素(例如圖3自動根因分析),並進而改 進設計或設定正確的補償策略,則建立智慧化 的軟體工具,確立未來產線持續學習進步的軟 硬體基礎建設。但要達到這樣的生產情境,檢 測設備需滿足克服幾個面臨的關鍵問題,

1. 需克服現場環境干擾,滿足工件所需的 檢測穩定性及精度。
2. 檢測速度須滿足單道次製程時間,在不犧牲生產速度下,進行足夠的檢測率或 全檢,達成完整工件製程履歷。
3. 更多功能的檢測軟體分析能力,能夠幫 助找出更多的製程問題。

檢測方案比較

依生產加工製程與檢測程序的位置及關聯 性,可將製程檢測分成幾種模式,分別為在 機台內的檢測 (In Machine Inspection, IMI)、 製程線上的檢測檢測(In-Line Inspection, ILI) 及量測的校正與追溯工作(Measurement Calibration and Traceability, MCT)。其中, ILI又可分為對機台的檢測(Inspection With Machine, IWM)及機械手臂檢測(Inspection with Robot, IWR)。

以內外圓研磨製程檢測為例,IMI屬於線上 檢測的一種,主要是對當下製程進行監測及 補償,以確定達到加工點而停止加工程序。 常見的如內外徑研磨設備配置於機上的檢測模 組(圖4),主要以直徑尺寸作為研磨到位的判 斷,但一般不作為關鍵品檢的檢測,原因包括 量測裝置設置於加工機台內,受到加工震動、沖水、切屑等環境干擾,量測的穩定性受影響 較大。另外,工件品質檢測常需要量測更多參 數及計算,或需與校正流程緊密結合,量測裝 置要能夠容易經由比對追溯確保其量測狀況, 而研磨機內量測裝置較難以進行相關校正程序。
.
.
.
.
.
.
文章未完...

欲閱讀全部文章
請下載完整PDF-第110頁 

點我下載!
 

潭興精工