오토 및 디젤 엔진 기술은 지난 몇 년 동안 극적으로 발전했습니다. 오늘날의 엔진은 훨씬 적은 양의 미립자 물질과 이산화탄소를 생성하며 작동상의 결함을 보다 안정적으로 감지합니다. 과거에는 180마력을 생산하는 데 2.5L의 연소실이 필요했지만 이제는 1.4L의 챔버로 충분합니다. 이러한 개선을 달성하려면 대부분의 엔진 구성 부품 전체에서 보다 엄격한 기술 성능 요구 사항을 충족해야 했습니다. 엔진의 성능 향상에 중요한 부품으로는 연소 공정에서 동력을 전달하는 데 필요한 구성 부품인 커넥팅 로드가 있습니다. 효율적인 품질 관리를 보장하기 위해 IMR Gesellschaft für Prozessleit- und Automatisierungstechnik mbH에서 생산한 승용차 커넥팅 로드는 독일 레네슈타트 메겐 소재의 Schmiedetechnik Plettenberg GmbH Co. KG의 테스트 스테이션으로 보내& 코그넥스의 비전 기술을 이용해 두께, 길이, 너비 치수, 대칭 편차, 동심도 및 변위와 같은 특성을 검사합니다.
구성 부품 개선으로 인해 생산 문제 발생
엔진이 더 낮은 배기량으로 동일한 출력을 생성하려면 더 많은 압축이 필요하므로 엔진 윤활이 개선됩니다. 엔진의 배기량이 감소되면 커넥팅 로드 아이의 베어링 셀 간격이 줄어듭니다. 최소한의 공차로 작동하면서 가해지는 더 강력한 힘을 커넥팅 로드가 처리하기가 매우 어려우므로 새로운 생산 문제가 발생합니다. 커넥팅 로드 생산 시 재료 온도는 약 1280°C(2,336°F)에 도달할 수 있으며 이로 인해 C70 강재가 기계적 성형 공정에 매우 민감하게 반응하게 됩니다. 생산 방법이 개선되었더라도 커넥팅 로드를 단조하면서그 구성 부품이 너무 두껍거나 너무 얇아질 수 있습니다. 자동 단조 중에 상부 및 하부 다이가 10분의 1 또는 100분의 1밀리미터의 허용 오차 내에서 정확히 맞물리지 않는 경우 특정 조건하에서 단조 변위가 발생합니다. 후속 수동 보정 프로세스 중에도 서로 다른 가공 시간으로 인해 커넥팅 로드 자체에 가끔 온도 변동이 발생하여 최소한의 크기 및 중량 편차가 발생합니다.
새로운 테스트 패러다임
IMR에 최고 품질의 커넥팅 로드를 보장하기 위해 Schmiedetechnik Plettenberg는 측정 및 검사 방법에 대한 새로운 기술 지평을 구축해야 했습니다. 이는 회사가 자동화된 품질 테스트를 위해 비전 시스템을 사용했던 첫 번째 프로젝트였습니다. Schmiedetechnik Plettenberg의 핵심 과제는 경우에 따라서는 표면이 거친 단조 커넥팅 로드에 대한 테스트를 충분히 반복적으로 수행하는 것이었습니다. 이 회사는 코그넥스 비전 시스템을 사용하여 테스트를 성공적으로 수행할 수 있었습니다. 예를 들어, 회사는 0.03mm(0.001인치) 이내에서 높이 측정을 반복적으로 수행할 수 있었습니다. IMR은 이러한 성공의 결과로 그리고 턴키 핸들링 및 테스트 장치의 설계 및 건설 분야에서 축적한 다년간의 경험을 바탕으로 단기간 만에 Schmiedetechnik Plettenberg 테스트 스테이션을 시운전했습니다. 오늘날 이 스테이션은 매년 평균 450만 개의 커넥팅 로드를 검사합니다.
프로세스 전반에 걸친 완벽한 테스트 제어
커넥팅 로드는 광학 테스트 스테이션에 도달하기도 전에 초기 검사를 거칩니다. 샌드블라스팅 및 첫 시각 검사 후, 극미세 균열을 감지하기 위해 자성 분말 테스트를 실시합니다. 구성 부품이 커넥팅 로드와 결합되기 전에 커넥팅 로드의 무게를 측정하며, 공차는 플러스 마이너스 6그램(0.21온스)인입니다. 그런 다음, 커넥팅 로드는 컨베이어 벨트를 통해 테스트 기계로 옮겨집됩니다. 커넥팅 로드는 차광막으로 감지하고, 위치는 추적 시스템으로 송신됩니다. 첫 번째 이미지 처리 스테이션에서, 텔레센트릭 렌즈가 장착된 Cognex In-Sight® 비전 시스템은 각각 커넥팅 로드의 길이와 너비, 크랭크 아이의 동심도 및 각인을 측정합니다. 길이와 폭은 제품 사양에 따라 크랭크 아이 중심과 지정된 기준 외곽 가장자리 사이의 비율을 기준으로 결정됩니다. 측정값이 허용 범위를 벗어나는 경우 비전 시스템이 신호를 전송하여 스테이션 I-PC의 커넥팅 로드를 불량으로 판정합니다.
이미지 처리 스테이션에서 Cognex In-Sight 비전 시스템은 OCR 가독성이 우수한 단조 3차원 각인을 기반으로 구성 부품의 상단에 있는 추가 특성 번호를 감지하는 데 사용됩니다. 두 개의 In-Sight 카메라와 서로 마주보는 다양한 조명 방식을 조합하여 다양한 특성을 기록합니다. LED 배경 조명은 구성 부품의 윤곽을 기록하는 역할을 합니다. 각인 및 특성 번호는 빨간색 LED 입사광을 통해 감지됩니다.
뛰어난 성능의 시스템
커넥팅 로드 테스트 스테이션에서는 가능한 최고 수준의 테스트 정확도를 달성하기 위해 두 가지의 병렬 접근 방식을 채택합니다. 기록을 자세히 평가한 후 컴퓨터에서 두 이미지의 정보도 비교합니다. 지능형 Cognex In-Sight 시스템은 첫 번째 테스트 단계에서 100% 오류 감지 기능을 제공합니다. 두께 및 높이 쿼리는 레이저 삼각측량 방법을 통해 세 번째 테스트 스테이션에서 수행됩니다. VGA 해상도의 추가적인 코그넥스 매트릭스 카메라 2대는 레이저 라인을 통해 H 프로파일을 감지합니다. 크랭크 아이 및 샤프트의 높이와 피스톤 아이의 높이는 여러 지점에서 측정됩니다. 이 외에도 시스템은 커넥팅 로드 생크의 대칭과 편향을 점검합니다.
코그넥스 이미지 처리 시스템은 원시 환경에서도 업계에 적합한 표준 기능으로 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다. 견고한 사출 성형 알루미늄과 스테인리스 스틸 하우징으로 인해 높은 진동 부하에도 영향을 받지 않습니다. 긴밀한 M12 연결은 이를 먼지로부터 보호하며 Schmiedetechnik Plettenberg의 품질 관리 요구 사항은 낮은 유지 보수 비용으로 매우 높은 수준의 신뢰성을 제공합니다. 금형 분야의 권위자와 비전 전문가 간의 협력으로 강력한 첨단 엔진 기술의 요구 사항을 충족할 수 있는 커넥팅 로드가 설계되었습니다.