Контроль качества сборки отвечает на четыре вопроса по каждому изделию: все ли детали на месте, те ли это детали, той ли стороной они поставлены и притянут ли крепёж. ГОСТ 15467-79 делит дефекты на явные и скрытые, и сборка даёт оба типа сразу: пропущенная шайба относится к явным, её видно на кадре, а недотянутая гайка снаружи выглядит ровно так же, как затянутая по регламенту. Качество сборки при ручной приёмке упирается в человека: приёмщик держит в голове десятки позиций спецификации и сверяет их на такте линии, смена за сменой.
Мы ставим камеры и подсветку на постах сборки, обучаем модель на изображениях с вашей линии и заводим результат в АСУ ТП. Съёмка идёт в четырёх спектральных диапазонах – цветная и чёрно-белая оптика, ИК, УФ, рентген, – детекция занимает меньше секунды, а найденный дефект уходит на отбраковку или на пост доработки вместе с типом и координатой. Записи копятся в Grafana: тренды по постам, сменам и партиям комплектующих. Как эта цепочка устроена целиком, от камеры до отгрузки, разобрано на странице контроль качества продукции.
Как мы контролируем качество сборки на линии
Контроль сборки изделия мы раскладываем по маршруту линии. Каждая проверка идёт на кадре, снятом до того, как узел закроют кожухом или следующей деталью: после закрытия корпуса пропущенную прокладку находят уже по рекламации. Поэтому пост встаёт там, где узел ещё открыт, – после установки крепежа, перед закрытием корпуса, перед упаковкой. Одной финальной проверки на выходе линии тут не хватает.
Такт линии задаёт тип камеры. Матричная камера берёт зону целиком и уместна на посту, где изделие стоит несколько секунд; линейная камера (line-scan) синхронизируется с энкодером конвейера и собирает изображение строка за строкой, пока изделие едет мимо. Мы считаем выдержку от скорости движения, чтобы не получить смаз, и подбираем подсветку под задачу: направленный свет вытягивает рельеф резьбы, рассеянный убирает блик с полированного металла, тёмное поле показывает скол на кромке.
Ручной визуальный контроль на сборке идёт выборочно: план приёмочного контроля по ГОСТ Р ИСО 2859-1 строится на партии и приемлемом уровне качества AQL, и часть изделий уходит дальше по линии непроверенной. Контроль сборки на конвейере камерой идёт сплошным: каждое изделие, одна методика, одна и та же граница годности в начале смены и в конце. Качество сборки перестаёт зависеть от того, кто стоял на посту.
Проверка установки крепежа
Проверка установки крепежа начинается с пересчёта. Модель знает, сколько болтов, гаек, шайб и клипс должно стоять в узле, и сверяет это с кадром: отсутствующие крепёжные элементы отмечаются позицией, а не общей меткой «брак». На кадре читается и типоразмер. Болт другой длины выступает над гайкой на другое число витков, пружинная шайба отличается от плоской по контуру, а маркировка класса прочности на головке болта – 8.8, 10.9, 12.9 – различима при направленном свете.
Момент затяжки камера не измеряет, и это надо называть прямо. Момент в ньютон-метрах задаёт и подтверждает инструмент: гайковёрт с датчиком, метод момента и угла доворота, тарированный ключ. Контроль затяжки крепежа камерой строится на следах, которые затяжка оставляет на детали. Контрольная метка краской, нанесённая через грань гайки на фланец, расходится при ослаблении соединения. Число витков резьбы над гайкой меняется, под головкой болта появляется просвет.
Недотянутый или пропущенный крепёж почти всегда даёт геометрию, и измерение зазоров сборки ловит то, что по самому крепежу не читается: фланец не сел на прокладку, кронштейн встал с перекосом, крышка приподнята с одной стороны. Зазор мы меряем по кадру после калибровки по эталонной детали, в миллиметрах и их долях. Типовой набор находок на крепёжных позициях выглядит так:
- пропущенный болт, гайка, шайба или клипса в позиции;
- перепутанный типоразмер: крепёж короче или длиннее нужного;
- перекос: болт закушен, гайка встала не по оси;
- разошедшаяся контрольная метка на ранее затянутом соединении;
- просвет под головкой и неприлегание фланца к прокладке.
Контроль установки компонентов и правильности сборки
Контроль установки компонентов на этапе сборки изделия решает три задачи: та ли деталь стоит в узле, той ли стороной она поставлена, дошла ли она до упора. Проверка наличия деталей идёт по позициям спецификации, а проверка комплектности изделия – по составу конкретного заказа: в одной комплектации кронштейн есть, в другой его нет, и модель должна знать, какая версия едет по линии сейчас. Мы связываем пост контроля с АСУ ТП, чтобы номер комплектации приходил вместе с изделием, иначе система забракует штатную комплектацию.
Ошибки ориентации образуют отдельный класс. Прокладка ставится обратной стороной, зеркальная деталь левого исполнения попадает на правую сторону, стрелка направления потока на фильтре или обратном клапане смотрит против потока, электролитический конденсатор садится наоборот по полярности. Проверка правильности установки компонентов на кадре опирается на ключи и метки: скос корпуса, точка первого вывода, паз, фаска, лыска на валу. Часть признаков правильности сборки лежит в геометрии: деталь, не досаженная до упора, стоит выше соседней, и при боковой подсветке этот перепад читается как тень. Предельные отклонения размеров при этом остаются по ГОСТ 25346: решение о годности принимается по вашему чертежу.
| Дефект сборки | Как читается на кадре | Чем снимаем |
|---|---|---|
| Отсутствует деталь или крепёж | пустая позиция в узле | матричная камера, рассеянный свет |
| Перепутан типоразмер | другой контур, другое число витков над гайкой | матричная камера, направленный свет |
| Деталь стоит не той стороной | не видно ключа, метки или фаски | матричная камера, направленный свет |
| Соединение недотянуто | просвет под головкой, разошедшаяся метка | боковая подсветка, тёмное поле |
| Неполная посадка детали | перепад высоты с соседней деталью | структурированная подсветка |
Монтаж электронных компонентов и печатных плат
На участке монтажа электронных компонентов масштаб другой. Чип-резистор типоразмера 0201 – это 0,6 × 0,3 мм, шаг выводов у современных корпусов измеряется десятыми долями миллиметра, и глазом такие позиции проверяют только на выборке. Задача контроля качества монтажа плат та же, что на большом узле: компонент стоит в своей позиции, не смещён относительно контактных площадок, не развёрнут на 180 градусов, полярность совпадает с меткой на корпусе. После монтажа компонентов на плате виден и «надгробный камень» – чип, вставший на торец, когда один его конец оплавился раньше другого.
Критерии качества монтажа печатных плат заданы IPC-A-610 с делением на три класса изделий: бытовая электроника, аппаратура длительной эксплуатации, техника повышенной надёжности. Граница между годным и негодным у классов разная, поэтому классы дефектов мы настраиваем под ваш регламент приёмки. Контроль монтажа плат мы ставим после установщика компонентов и после печи оплавления. Часть соединений оптикой не берётся вообще: шариковые выводы под корпусом BGA видит только рентген, и он входит в те же четыре спектральных диапазона съёмки. Пайка, форма галтели и промывка разобраны отдельно на странице контроль качества печатных плат.
Сборка узлов в машиностроении и автопроме
Инспекция сборочных узлов в машиностроении идёт по той же логике, что и на плате, только в другом масштабе. Дефекты сборки узлов повторяются от завода к заводу: несоосность вала и посадочного места, неприлегание фланца, незакрытый фиксатор разъёма, разъём, не дошедший до фиксации, неснятая транспортная заглушка, посторонний предмет в полости узла, перепутанные местами шланги и жгуты одного диаметра. Всё это лежит в наличии, положении и геометрии – в том, что камера снимает напрямую.
Для сборки узлов автомобиля к списку добавляются зазоры и перепады между панелями: дверь к крылу, капот к фаре, бампер к крылу. Зазор меряют по всей длине сопряжения: дефект чаще проявляется клином, когда с одного конца стыка шире, с другого уже. Кузовная линия живёт по своим правилам: контроль качества кузова и покраски разобран отдельно. Там, где узел сварен, камера закрывает поверхность и геометрию шва: уровни качества сварных соединений заданы ГОСТ Р ИСО 5817, классификация дефектов – ГОСТ Р ИСО 6520-1, порядок визуального и измерительного контроля – ГОСТ Р ИСО 17637 и РД 03-606-03. Внутренние несплошности шва камере недоступны, их находят ультразвуком по ГОСТ Р 55724-2013 и радиографией по ГОСТ 7512-82.
Завершённого проекта на сборочном конвейере в машиностроении и автопроме у Palatine Spectra нет, и приписывать себе чужой опыт мы не станем. Этот же принцип отбраковки уже работает на других производствах. У топ-3 российского производителя гипсокартона наша система больше четырёх лет снимает дефектные листы прямо с конвейера и измеряет глубину повреждения. У производителя медицинских пробирок и игл она находит дефекты на теле, крышках и этикетках меньше чем за секунду, а брак снимает с линии собственный отбраковщик. Суммарно клиенты сберегли на потерях от брака ₽2+ млрд, а сокращение брака в отгрузке доходит до 100%.
Дальше действуем по вашему регламенту: автоматическая отбраковка снимает узел с потока, останавливает такт до устранения или маршрутизирует изделие на пост доработки. Внедрение занимает от нескольких недель до нескольких месяцев: разбор линии, подбор камер, подсветки и отбраковщиков, обучение моделей на ваших изображениях, интеграция с АСУ ТП, пусконаладка. Оборудование поставляем мы. Цену считаем под линию после разбора задачи, консультация бесплатна.