Otomatik Kalite Denetim Sistemleri

Prof. Dr. Aytül Erçil (Boğaziçi Ünv.)

Denetim ve test, kalite kontrolün işlevsel safhasını oluşturur. Bu işlem, üretimin kalite seviyesinin kabul gören tasarım standartlarına kesin olarak uygunluğunun sağlanması amacıyla, üretim öncesinde, üretim sırasında ve sonrasında uygulanır.

Üretimin temel bileşenlerinden biri olan kalite, günümüzde önemi giderek daha fazla vurgulanan başlıklardan biridir. Rekabetin hızla arttığı mevcut dünya piyasasında ürün satışlarında kalite en az fiyat kadar önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Buna paralel olarak da kalite kontrolünün otomasyonu ve üretimle bütünleştirilmesi canlı bir araştırma ve uygulama konusu haline gelmiştir.

Denetleme ve test işlemleri geleneksel olarak insan eliyle gerçekleştirilen, uzun süren ve pahalı işlemlerdir. Bunun sonucu olarak üretim zamanı ve üretim maliyeti üretime gerçel bir katkı gerçekleştirilmeksizin artmaktadır. Örneğin tipik 6-8 mil hatlar ve 3000-5000 delik içeren 18' x 24' bir baskılı devre kartının kontrolünün 20-30 saniye içinde gerçekleştirilmesi gerekli iken bu işlemin bir insan tarafından yapılması 10-20 dakika almaktadır. İnsan eliyle gerçekleştirilen QC yöntemlerinin başka bir dezavantajı da üretim işleminden sonra gerçekleştiriliyor olmalarıdır. Bu nedenle, yetersiz kalitenin nedenlerine müdahalede geç kalınmaktadır. Üretilen hatalı parçalar kalite standartlarıyla uyumlu olmadıklarından ya imha edilmekte ya da yeni bir maliyetle işlenmektedir.

Böyle bir kalite kontrolü otomasyonu çalışmasının çeşitli yararları vardır:

1) Metrik değerlere dayalı detaylı hata tanımlarının uygulamada bütünüyle ve doğru olarak kullanılabilirliğinin sağlanması,

2) Kalite kontrolünün standart hale gelmesi, yani müşteriye teslim edilen ürünün tümünün kalite açısından aynı standartlarla objektif olarak değerlendirilmesi, böylece kalite açısından homojen bir üretim sağlanması,

3) Kontrol sisteminde otomasyona gidilerek üretim maliyetinin azaltılması,

4) Hataların istatistiklerinin tutulması ve böylece hataların kaynağının tespit edilerek önleyici bir yaklaşımın benimsenmesi sıfır hata idealine yaklaşılması.

Bunların dışında gerek müşteri tatmininin artırılması, gerek hata istatistikleri tutulması ve geri besleme yönünden kalite kontrolden geriye dönüş miktarının azaltılması gibi açılardan da maddi kazançlar elde edilebilir.

Son yıllarda gittikçe artan rekabet baskısı, kalite bilinci ile otomasyondaki bu artan esneklik bazıfirmalar için başarı ile başarısızlığın farkı haline gelmektedir. Maliyet olarak etkin bir seçim olmaları gerekmesi ve üretimde gerçek zamanlı sistemlerin kullanılması zorunluluğu bu tür uygulamaları sınırlar gibi görünen kısıtlardır.

Kalite kontrol işlemlerinde denetim ve test metotlarını önemli ölçüde değiştiren yeni yaklaşımlar gelişmektedir. Bu yeni yaklaşımlar çoğu zaman algılayıcı (sensor) teknolojisine dayanmakta ve genellikle algılayıcılar sinyal yorumlaması amacıyla bilgisayar-tabanlı sistemlerle entegre edilmektedirler. Buna ek olarak, karmaşık yapılı algılayıcı sistemlerin işleyişini otomatikleştirmek ve algılayıcı ölçümlerini istatistiksel olarak analiz etmek için yeni yazılımlar geliştirilmektedir.

Denetleme ve Test

Denetim ve test, kalite kontrolün işlevsel safhasını oluşturur. Bu işlem, üretimin kalite seviyesinin kabul gören tasarım standartlarına kesin olarak uygunluğunun sağlanması amacıyla, üretim öncesinde, üretim sırasında ve sonrasında uygulanır.

1) QC Denetimi

Denetleme terimi üretimin (veya bileşenlerinin ya da kullanılan materyalin) belirlenen standartlara uygunluğunun incelenmesi anlamına gelmektedir. Tasarım standartları tasarımcı tarafından ölçüler, yüzey yapısı (surface finish) ve görünüş bazında belirlenir. Denetleme işleminin amacı;

a) Söz konusu üretim değerlerinin gerçek ölçümlerini almak,

b)  Ölçümlerin tasarım standartlarına uygunluğunu kontrol etmektir (gage ile karşılaştırma).

Üretim değerlerinin ölçülmesinin en önemli faydası bu değerlerin saklanabilmesidir. Elde edilen veriler zaman içinde kaydedilebilir ve üretim aşamasındaki eğilimin izlenmesi için kullanılabilir. Hatta gelecekte üretilecek parçaların tasarım değerlerine yakın olmaları için gerekli ayarlamaların belirlenmesi bu veriler aracılığıyla sağlanabilir.

Diğer yandan, gage'leme hızlı ve dolayısı ile daha az maliyetle yapılabilir. Kalite özelliklerini ölçmek genellikle daha karmaşık yöntemler içerir ve bu nedenle daha fazla zaman alır.

2) Kalite Kontrol Sınama (Testing)

Denetleme, ürünün kalitesini tasarım spesifikasyonlarına göre belirleme amaçlı gerçekleştirirken, test ürünün işlevsel özelliklerine yönelik amaçlı kullanılır. Test işlemleri ürünün gerçek operasyon ortamına yakın şartlarda çalıştırılması ile gerçekleştirilir ve "Üretim gerektiği gibi işlemekte midir?", "Yeterli bir süre çalışmaya devam edecek midir?", "Aşırı sıcak ve nemli ortamlarda da çalışacak mıdır?" gibi soruları cevaplandırmayı hedefler.

İstatistiksel Kalite Kontrolü (SQC)

İstatistiksel kalite kontrolde ürün grubundan alınan örneklere dayanarak ürün kalitesi üzerinde çıkarımlar yapılır. Örnek, ürün grubundan rasgele seçilen bir veya birden çok parçalardan oluşur. Örnekteki her parça ilgili kalite standartları açısından denetlenir ya da test edilir.

SQC'nin amacı, sürecin istatistiksel kontrolden çıkış zamanını tespit edip, düzeltici önlem almaktır.

Otomatik Denetim Esasları ve Yöntemleri

SQC denetleme ve testi manüel olarak gerçekleştirildiği zaman, alınan örnek setinin boyutu küçük kalmaktadır. Doğal olarak tahribatlı testlerde örnek setinin büyüklüğünün mümkün olduğu kadar küçük tutulması istenir. Özellikle yüksek kapasiteli üretimlerde örnek setin boyutu gerçek üretimin %1'ini ya da daha azını temsil edebilir. Bu nedenle de ürün setinin küçük bir alt kümesi üzerinde ölçüm yapılır, bu da SQC örnekleme sonucunda hatalı parçaların testi geçmesi olasılığını getirir.

Prensip olarak % 100 iyi kalite elde etmenin tek yolu % 100 denetimden geçirmektir. Ancak, % 100 denetim yapıldığında iki problem ortaya çıkar: Bu problemlerden biri maliyet artışıdır.

Denetim maliyeti zaman zaman üretim maliyetini aşabilmektedir. Ayrıca % 100 kontrol manüel olarak yapıldığında kontrol işlemine ait hata payımevcuttur. Hata payının kaynakları ölçüm işleminin doğasından kaynaklanan hatalar ve yorgunluk, hastalık gibi insan faktöründen oluşan operatör hatalarıdır. Böylece manüel yöntemlerle yapılan % 100 denetleme, % 100 iyi kalite ürünü garantilememektedir.

Denetleme işleminin otomasyonu manüel yapılan denetlemeden kaynaklanan sorunların üzerinden gelinmesini sağlar.

Otomatik denetleme en yüksek kapasitesine denetlemenin üretim hattıyla tümleştirildiği, % 100 denetleme sisteminin uygulamaya konduğu ve işlem sonuçlarının geri besleme için kullanıldığı durumlarda ulaşır. Geri besleme iki şekilde gerçekleşebilir:

a)  Hesaplanan ve denetlenen kalite özelliklerinden sorumlu önceki üretim işlemlerine geri besleme olarak,

b)  Parçaların kalite seviyesine göre kabul edilebilir veya edilmez kalite olarak sınıflandırılması. Bazen ikiden fazla sınıfın kullanılması işlem için uygun olabilir (Örnek: kabul edilebilir, düzeltilebilir (reworkable), kullanılamaz).

1) Çevrim İçi ve Çevrim Dışı Denetim

Denetlemenin üretim işlemine bağlantılı olarak zamanlaması kalite kontrolde önemli bir konudur. Denetlemenin zamanlaması olarak genel olarak üç alternatif bulunmaktadır:

* Çevrim dışı denetleme,

* Çevrim içi denetleme,

* Çevrim içi/süreç sonrası denetleme.

Çevrim içi, çevrim dışı denetleme kavramları Şekil 1'de özetlenmektedir.

Çevrim dışı denetleme üretim işleminin dışında gerçekleştirilir ve genelde üretim ile denetleme arasında bir gecikme oluşur. Manüel yapılan denetlemelerin çoğu bu kategoridedir. Çevrim dışı denetlemenin dezavantajı kötü kalitenin tespit edildiği anda parçaların üretimine devam ediliyor olmasıdır.

Çevrim içi denetleme, işleme ve birleştirme işlemlerine entegre edilmiş olarak ya da bu işlemlerin hemen sonrasında, parçaların yapımı sırasında yapılan denetim işlemidir. Çevrim içi/süreç sırası denetleme üretim aşamasında uygulanan bir denetleme işlemiyle uygulanır. Parçaların yapımı sırasında denetleme işlemi devam etmektedir. İşlem sırasında denetlemenin yararı anlık işlemler dizisini oluşturan işlemlerle etkileşebilmeleri ve bu şekilde parça tamamlanmadan oluşan bir kalite probleminin düzeltilebilmesidir.

Çevrim içi/süreç sonrası denetlemede ölçüm (veya gaging) üretim safhasından hemen sonra yapılır. Üretim işleminden sonra gelmesine rağmen üretim ile entegrasyon olduğu ve denetlemenin sonuçlarıyla üretim işlemine anında müdahale edilebileceği için çevrim içinde olarak değerlendirilir. Çevrim içi/süreç sırası denetlemenin dezavantajı, denetlenen parçanın yapılmış olması ve parçaya ait üretim işlemlerine müdahalede geç kalınmış olmasıdır. Alınabilecek en iyi önlem bir sonraki parçanın üretimine müdahale etmektir.

2) Dağıtılmış Denetleme ve Son Denetim

Dağıtılmış denetlemede birden fazla denetleme istasyonu akış hattının üzerinde üretim işlemi için stratejik noktalarda yerleştirilmiş bulunurlar. Dağıtılmış denetim sistemi hatayı mümkün olduğunca erken bulur ve kalite problemini çözmek için hatalı işlemi düzeltmek veya hatalıparçanın hattan ayrılması işlemlerinden birini ya da ikisini birden yapar. Bu stratejinin amacı hatalı parçalar üzerinde daha fazla harcama yapmamaktır.

Zaman zaman dağıtılmış denetlemeye alternatif olarak görülen diğer bir strateji de son denetimdir. Son denetimde ürün alıcıya gönderilmeden önce detaylı denetim ve testten geçirilir.

Otomatik Denetleme İçin Algılayıcı Teknolojileri

Modern otomatik denetleme işlemleri bilgisayarlarla kontrol edilen ya da iletişim kurabilen algılayıcılar ile yerine getirilirler. Otomatik denetleme için kullanılması mümkün olan çok çeşitli algılayıcı teknolojileri vardır. Bu yöntemleri genel olarak;

* Temaslı denetleme yöntemleri,

* Temassız denetleme yöntemleri olarak iki sınıfta toplayabiliriz.

Temaslı denetleme yöntemlerinde üretilen parçaya temas halinde olan bir mekanik cihaz vardır. Temaslı denetleme yöntemleri genellikle parçanın herhangi bir fiziksel ölçüsüyle ilgilidirler. Bu nedenle de temaslı denetleme yöntemleri en çok mekanik üretim endüstrisinde (metal işleme, plastik kalıp vb.) kullanılırlar. Temaslı denetleme yöntemlerinde en yaygın yöntemler:

* Koordinat ölçme cihazları,

* Esnek denetleme işlemleri,

* Denetim çubukları (probe) olarak belirtilebilir.

Temassız denetleme yönteminde parça ile doğrudan temas yoktur. Bunun yerine parçadan belli bir uzaklığa istenilen özellikleri ölçmek veya belirlemek için bir algılayıcı yerleştirilir.

Temassız denetlemenin avantajları daha kısa denetleme zamanı veya parçaya temas nedeniyle zarar verilmesi olasılığının ortadan kaldırılmasıdır. Temassız denetleme için kullanılan pek çok algılayıcı teknolojisi bulunmaktadır. Bu teknolojiler optik ve optik olmayan olarak ikiye ayrılırlar. Optik denetleme yöntemleri içinde en önde geleni yapay görmedir. Optik olmayan algılayıcılara örnek olarak elektrik alanı teknikleri, radyasyon teknikleri ve ultrasondan bahsedebiliriz.

1) Koordinat Ölçme Cihazları

Koordinat ölçme cihazları (CMM) bir dokunma çubuğu ve bu çubuğu 3 boyutlu uzayda hareket ettirecek bir sistemden oluşur. Şekil 2'de tipik bir koordinat ölçüm cihazını görmekteyiz.

Bir koordinat ölçüm cihazı ve yazılımı ile gerçekleştirilebilen ölçümler aşağıda özetlenmiştir:

Boyutlar: Bir parçanın ölçüsü iki yüzey arasındaki koordinatlarının farkını alarak bulunabilir.

Delik yeri ve çapı: Yuvarlak bir delik yüzeyinde üç noktanın koordinatlarının ölçülmesi ve "best-fit" uygulamasıyla deliğin çapı ve merkezi bulunabilir.

Silindir ekseni ve çapı: Bu ölçüm bir önceki problemle hesapların iç yüzey değil, dış yüzey üzerinde yapılması dışında aynıdır.

Küre merkezi ve çapı: Küre üzerinde 4 noktanın ölçülmesi ve "best-fit" uygulamasıyla merkez ve çap bulunabilir.

Düzlemin tanımı: Bir düzlem üzerinde alınan 3 temas noktasına dayanarak düzlem belirlenebilir.

Düzlük değeri: Düzlem olduğu kabul edilen yüzey üzerinde üçten fazla temas noktasının ölçülmesiyle yüzeyin gerçek bir düzlemden sapma oranıbulunabilir.

İki düzlem arasındaki açı: İki düzlem arasındaki açı yukarıdaki yöntemle düzlem tanımlarının bulunmasından sonra hesaplanabilir.

İki düzlem arasındaki paralellik: Bu işlem, önceki problemin bir devamıdır. Eğer iki düzlem arasındaki açı sıfırsa, düzlemler paraleldir. Düzlemlerin paralellikten sapma oranıhesaplanabilir.

İki doğru arasındaki açı ve kesişme noktası: Kesiştikleri bilinen iki nokta verildiğinde (örneğin bir parçanın bir köşede birleşen iki kenarı), kesişme noktası ve aralarındaki açı her bir doğru için alınacak ikişer noktaya dayanarak hesaplanabilir.

2) Yapay Görme

İnsanlardaki görme yapısı son derece karmaşıktır. Saniyenin onda biri mertebesinde bir zaman aralığında, kişi büyük çapta bilgiyi algılamakta, değerlendirmekte ve cisimleri farklı açılardan ve hatta çok az bir kısmından bile tanıyabilmektedir. İnsan retinasının saniyede takribi 10 milyar işlem gerçekleştirdiği, beyindeki korteksin ise daha da yüksek bir hıza sahip olduğu bilinmektedir.

Yapay görme sistemlerinin kullanıldığı ilk dönemlerde gerek sistemlerin karmaşıklığı, gerek mevcut bilgi işleme gücünün kısıtları dolayısıyla oldukça zor dönemlerden geçmiştir. Günümüzde artık makine görmesi uzay araştırmalarından tıbba kadar uzanan geniş bir alanda karmaşık ve başarılı uygulamalara sahip gelişmiş bir teknoloji olarak görülmektedir. Yapay görme teknolojisinin bugünkü gürbüz ve maliyet etken düzeyine erişmesi pek çok yeni otomasyon olasılıkları ortaya çıkarmıştır.

Yapay görme sistemlerinin insan gözüne göre avantajları ve dezavantajları vardır:

Kameralar ve bilgisayarlar gece-gündüz yorulmadan çalışabilirler; değişken performans, dalgınlık, sıkılma ya da kişiler arasında tutarsızlık gibi insanlara özgü bazı problemler makineler için geçerli değildir. İnsanlar için içinde bulunulması zor ortam koşullarında çalışabilirler. Renk gibi bazı değişkenler için objektif değerler verebilirler. Ancak mevcut teknolojide yapay görme sistemleri insan beyni gibi güçlü bir sisteme sahip değildir. Karmaşık bir sahneyi incelemeleri ve bazı özellikleri bulmaları vakit alabilir. Işık gibi ortam şartlarından çok etkilenmektedirler.

Yapay görme sistemlerinin sunduğu olanaklar hakkında bir fikir sahibi olmak için mevcut kullanım alanlarını incelersek, uygulamaların aşağıdaki alanlarda yoğunlaştıklarını görürüz.

2.1) Yapay Görme Sistemleri Uygulama Alanları

Güvenlik ve Güvenirlik:

Güvenlik ve güvenirlik birçok endüstride ürünlerin kalite kontrolü açısından daha etkin yöntemler bulunması için en önemli baskı unsurudur. İlaç sanayisinde, otomotiv sektöründe, havacılık, savunma ve diğer bazısektörlerde insan hayatı söz konusu olduğu için ürünlerin güvenirliği açısından çok katı kurallar mevcuttur. Deneyimlere göre büyük çaplı işler için 3-4 kere yapılan muayene sonucunda dahi hataların gözden kaçtığı gözlemlenmektedir. Hatta genel bir kural olarak, bir organizasyondaki kalite arttıkça, arada bir oluşan hataların fark edilmesinin güçleştiği söylenebilir.

İlaç sanayisinde yapay görme sistemleri etiketin doğruluğu, özellikle de kısa zamanda bozulabilecek ilaçlar için üzerindeki tarihin doğruluğu üzerine yoğunlaşmıştır (Şekil 3).

Mühendislik alanlarında ise emniyet açısından kritik parçaların ve montajların kontrolünde yapay görme sistemlerinin kullanımı artmaktadır. Fren sistemi gibi kritik sistemlerde eksik parçaların olup olmadığı, parçaların doğru şekilde birleştirilip birleştirilmediği, genel olarak yapay görme sistemleri ile kontrol edilmektedir.

Sağlık açısından önemli bir diğer konu ise şişe üretiminde gözle görülmesi çok zor olan bazı cam parçalarının şişenin içinde kalmasıdır. Örneğin bu amaçla geliştirilen bir kontrol sistemi dakikada 200 şişe kontrol edip hatalıları ayırmaktadır.

Ürün Kalitesi:

Üretim hatlarının otomasyonunun artması, kalite kontrol istasyonlarını bir darboğaz noktası haline getirmektedir. Daha yüksek hız ve artan güvenilirlik sağlamak amacıyla, kalite kontrol işlemlerinin de yapay görme ile gerçekleştirilmesi uygulamalarının gittikçe arttığı göze çarpmaktadır. Örneğin, süpermarketlerde satılan temizlik malzemeleri ve diğer ürünlerde etiketsiz veya etiketi eğri olan veya kötü basılmış olan bir şişe, alıcıları olumsuz etkilemekte ve hatta marka değiştirmesine sebep olabilmektedir. Konserve yapılacak veya dondurulacak yiyecekler üzerindeki lekeler güvenlik açısından bir engel teşkil etmese de müşterilerin o malı almasını etkilemektedir. Şekil 4'te örnek bir üretim hattı kalite kontrol otomasyonu görmekteyiz.

Esnek İmalat:

Esnek imalat yapay görmenin önemli bir parçası olduğu, önemli ve gittikçe büyüyen bir alandır. Bir konveyör üzerine yerleştirilen bir yapay görme sistemi, gelen parçaları tanıyıp, konumlarını ve yönlerini belirleyip robota parçayı gerekli yerlerinden tutması için gerekli komutu gönderebilir. Bu tür uygulamalara gerek üretim hatlarında gerek paketleme istasyonlarında artan bir sıklıkla rastlanmaktadır.

2.2) Yapay Görme Sistemlerinin Bileşenleri

Uygulama alanı ne olursa olsun, bir yapay görme sistemi;

* Işık kaynağı ünitesi,

* İmge alma ünitesi,

* İmge işleme ünitesi,

* Raporlama ve karar verme sistem ünitesi bölümlerinden oluşur.

Işık Kaynağı Ünitesi:

Işık ve kullanılan görüntü sisteminin seçimi ile ilgili genel tavsiyeler bulunmasına rağmen, her uygulamanın kendine özgü problemleri mevcuttur. Herhangi bir yapay görme probleminde temel sorunlardan biri istenilen özellikleri vurgulayabilecek uygun ışık kaynağının seçilmesidir. Işık geometrisi (ışık kaynağının, kameranın ve ilgili nesnenin birbirlerine göre konumları) aynı derecede önemlidir.

Işık kaynakları konusunda ilginç bir çalışma özel ışıklandırma ile cisimlerin üçüncü boyut bilgilerinin elde edilmesidir. Bu yöntemde özel bir ışık (iç içe daireler, bir veya birden fazla düz çizgi vb.) cismin üzerine gönderilir. Elde edilen görüntüdeki deformasyonlar aracılığı ile cismin üçüncü boyut koordinat bilgisi hesaplanabilir (Şekil 5).

İmge Alma Ünitesi:

Görüntü algılamanın temel prensipleri oldukça basittir. Işığa duyarlı eleman, üzerine düşen ışık miktarı ile orantılı olarak bir sinyal gönderir. Bu fikir en basit olarak kapıların otomatik olarak açılmasında, asansör kapılarını kapanmasının önlenmesinde kullanılmıştır. Gerçek görüntü sistemleri ise bir nesnenin orada olup olmadığı bilgisine ilave olarak o nesne ile ilgili daha fazla bilgi edinmek istemektedirler. Bu nedenle kullanılan çeşitli seçenekler arasında en yoğun olarak kullanılanlar CCD kamera ve satır tarayıcı kameralardır. Bu kameralar aracılığı ile alınan imgelerin sayısallaştırılarak bilgisayara aktarılması işlemi ise "frame-grabber" kartı denilen kartlar aracılığı ile gerçekleştirilir.

İmge İşleme Ünitesi:

Üretim hatlarında gerçel zaman kontrol hayatidir. Bu nedenle alınan imgelerin işlenip, gerekli bilgilerin oluşturulması gibi hesap yoğun işlemler için uygulamaya göre kişisel bilgisayarlar, iş istasyonları veya özel geliştirilmiş imge işleme üniteleri kullanılabilir.

Teknolojideki ilerlemeler bilgisayar kullanım maliyetlerini aşağıya doğru çekmektedir. Buna bağlı olarak yakın bir gelecekte görmenin üretim sistemleriyle bütünleştirilmesi yönünde önemli gelişmeler olacağıbeklenmektedir.

3) Diğer Optik Denetim Sistemleri

Tarayıcı Lazer Sistemleri

Lazer ölçüm sistemlerinin tek özelliği en az dağılmayla gönderilen bir ışık huzmesi kullanmalarıdır. Bu özelliği nedeniyle lazer pek çok endüstriyel işleme ve ölçme uygulamalarında kullanılmıştır. Yüksek enerjili lazer ışınları kaynak ve kesme işlemleri, düşük enerjili lazer ışınları ise değişik şekillerde ölçme ve ayarlama işlemleri için uygundur.

Tarayıcı lazer cihazı ikinci kategoriye düşmektedir. Cihazın çalışma prensibi şekilde gösterilmiştir. Tarayıcı lazer cihazı kendi etrafında dönebilen bir ayna tarafından yansıtılan ve nesnenin arkasında tekrar odaklanabilen bir lazer ışınını kullanır. Nesnenin uzağındaki fotodetektör ışık huzmesini nesne tarafından kesildiği anlar dışında algılar. Bu zaman aralığı nesnenin büyüklüğüne de bağlı olarak yüksek bir hassasiyetle belirlenebilir. Tarayıcı lazer cihazı yapılması istenen ölçümü çok kısa zaman aralıklarıyla bitirebilir. Bu nedenle sistem yüksek kapasiteli hat üstü, işlem sonrası denetleme amacıyla kullanılabilir. Bir mikroişlemci tabanlı sistem tarayıcı lazer ışınının kesilmelerini sayar, zamandan lineer bir koordinata çevirim yapar ve diğer cihazlara üretim işlemleri üzerinde ayarlama yapmaları veya üretim hattı üzerinde bir sınıflandırma yapmaları için sinyal gönderir. (Bkz. Şekil 6)

Doğrusal Dizi Cihazları

Doğrusal bir dizinin otomatik denetim için işleyişi basittir Cihaz nesneye doğrultulmuş düzlemsel bir ışık demeti üreten bir ışık kaynağından oluşmaktadır. Nesnenin diğer tarafında doğrusal bir dizi halinde kısa aralıklarla yerleştirilmiş fotodiyotlar bulunmaktadır. Işık düzlemi nesne tarafından kesilir ve kesilen ışık fotodiyot dizisi tarafından nesnenin ilgilenilen özelliğini belirlemek için ölçülür. Şekil 18. 12, tipik bir doğrusal dizi cihazı tertibatını göstermektedir.

Doğrusal dizi ölçme metodu basitlik, hassasiyet ve hız gibi avantajlara sahiptir. Hareket eden parçalara sahip değildir ve bir inçin 50 milyonda birine kadar yüksek çözünürlüklerde çalışabilmektedir [20]. Yapay görüş ve lazer ışını tekniklerinden çok daha kısa bir zamanda ölçüm işlemini tamamlayabilmektedir (Şekil 7).

Optiksel Üçgenleme Teknikleri

Üçgenleme teknikleri bir dik üçgende bulunan trigonometrik bağıntılara dayanır. Bu teknik menzil bulmak için, yani nesnenin iki belirli noktadan uzaklığını bulmak için kullanılır. Bir ışık kaynağı (genellikle lazer) nesnenin üzerine bir ışık noktası odaklamak için kullanılır. Noktanın yerini belirlemek için doğrusal dizi fotodiyotları ya da başka konum belirleyici optik duyucular kullanılır. Nesneye doğrultulan ışık ışınının A açısı, ışık kaynağı ile fotodiyot arasındaki L mesafesi gibi sabit ve belirlidir. Buna göre, nesnenin R menzili açının bir fonksiyonu olarak geometrik bağıntılarla verilebilir.

Parçaların yüzey profilini belirlemek için geleneksel üçgenleme hesaplamalarında değişiklik yapılabilir. Düzlemsel bir ışık belli bir açıyla nesnenin yüzeyine odaklanırsa ışık huzmesinin yüzle buluştuğu bölgede parlak bir çizgi oluşur. Bir optik duyucu veya kamera görüş çizgisi nesnenin yüzeyine dik olacak şekilde yerleştirilir. Bu düzenlemede ışık düzlemi, nesne yüzeyindeki herhangi bir sapmayı nesne üzerindeki çizginin doğrusallıktan sapması gibi gösterir. Doğrudan herhangi bir sapmanın uzaklığı optik ölçümlerle belirlenebilir ve bu noktaya denk gelen yüzey parçasının yüksekliği trigonometri kullanılarak hesaplanabilir.

4) Diğer Temassız Denetim Metotları

Temassız optik denetim metotlarına ek olarak, üretimdeki denetim işlemlerinde pek çok optik olmayan teknik kullanılmaktadır. Örnekler arasında elektrik alanları, radyasyon ve ultrasona dayanan duyucu teknikleri vardır.

Belirli şartlar altında, elektrik alanları elektriksel olarak aktif çubuklar tarafından oluşturulabilir ve bu elektrik alanları çubuk civarında bulunan herhangi bir nesneden etkilenirler. Bu alanlara örnek olarak manyetik direnç, sığa (kapasitans) ve indüktans gösterilebilir. Tipik bir uygulamada, nesne çubuğa göre belirli bir konumda tutulur. Nesnenin elektrik alanına etkisinin ölçümüyle, boyut, kalınlık, çatlak ve delikler gibi belirli nesne özellikleri belirlenebilir.

Radyasyon teknikleri metaller ve kaynaklı ürünlerde temassız denetim işlemlerini uygulamak için X ışınları kullanır. Metal nesne tarafından emilen radyasyonun miktarı metal parçanın veya kaynağın kalınlığını ya da çatlakların varlığınıbelirleyebilir. X ışını denetim tekniklerinin silindirden geçirilen metal ürünlerin kalınlığının ölçülmesinde kullanılması buna bir örnek oluşturur. Denetim hat-üstü ve işlem sonrası yapılır.

Ultrason teknikleri değişik denetim işlemleri için çok yüksek frekanslı sesler (20000 Hz'den yüksek) kullanılır. Otomatik metotların bir örneği oluşturulan ve denetlenecek nesne tarafından geri yansıtılan ultrason dalgalarının analizidir. Denetim işleminin kurumunda ideal bir test parçası yansıtılmış ses modelinin elde edilmesi için kullanılır. Bu model daha sonra üretilen parçaların modelleriyle kıyaslanması amacıyla standart olarak kullanılır. Eğer bir üründen yansıtılan sesin modeli standarda uyarsa kabul edilir, aksi halde reddedilir.

Kaynak: ERÇİL, Aytül., "Otomatik Kalite Denetim Sistemleri", Otomasyon Dergisi, Nisan 1998, syf. 60-66

Alıntı referansı: ERÇİL, Aytül., "Otomatik Kalite Denetim Sistemleri", /sayfa/Aytul_Ercil-Otomatik_Kalite_Denetim_Sistemleri.html , Temmuz 2007

Arama önerileri: kalite kontrol, quality control, uzman sistemler, otomasyon, yapay zeka, yapay görme, robotik, bilgisayar görüşü,

© 2000-2008
ilker Fıçıcılar
F.U.E.L
Bilim
www . Bilim Bilmek . com