汽車(chē)行業(yè)中的視覺(jué)檢測(cè)工序

汽車(chē)作為集人類(lèi)文明大成的工業(yè)產(chǎn)品，由成百上千的復(fù)雜零件部分組合而來(lái)，其零部件和裝配的微小瑕疵都可能引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患，例如，差速器螺栓的涂膠如果出現(xiàn)缺膠或斷膠，可能導(dǎo)致螺栓松動(dòng)脫落，是行車(chē)安全的一大隱患。而視覺(jué)質(zhì)檢系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別這類(lèi)細(xì)微缺陷，為安全保駕護(hù)航，是保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在汽車(chē)制造中，視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)就像擁有一雙永不知疲倦的“眼睛”，它遍布于沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大核心工藝環(huán)節(jié)，致力于保障從一塊鋼板到一輛整車(chē)的每一個(gè)細(xì)節(jié)都精準(zhǔn)無(wú)誤。

• 沖壓車(chē)間：識(shí)別鋼板材上的劃痕、皺褶、裂紋等表面缺陷；檢測(cè)孔位、孔徑是否符合模具要求。
• 焊裝車(chē)間：檢測(cè)焊點(diǎn)是否存在虛焊、飛濺；檢查結(jié)構(gòu)膠的涂布軌跡是否有偏移、斷膠。同時(shí)，也用于檢測(cè)夾具狀態(tài)，如定位銷(xiāo)是否完整。
• 涂裝車(chē)間：檢測(cè)漆面的劃傷、顆粒、色差等外觀缺陷；檢查密封條膠涂布是否完整；進(jìn)行裝飾件、堵蓋漏裝檢測(cè)。
• 總裝車(chē)間：發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢（螺栓緊固、零件裝配、卡箍位置、條碼標(biāo)簽）；玻璃密封膠膠型檢測(cè)（檢查涂布均勻性及有無(wú)斷膠）；軸承、輪胎等部件的裝配狀態(tài)檢測(cè)（漏裝、倒裝）；液體密封膠（FIPG） 的涂抹檢測(cè)。

視覺(jué)檢測(cè)工序在汽車(chē)制造中的應(yīng)用也經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展變革，從最早期的完全依賴(lài)于熟練工人的目視檢查和手感經(jīng)驗(yàn)，到八十年代由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理理論的成熟，開(kāi)始使用二維規(guī)則的機(jī)器視覺(jué)，再到21世紀(jì)頭十年，在汽車(chē)生產(chǎn)中開(kāi)始大規(guī)模普及機(jī)器視覺(jué)。

視覺(jué)檢測(cè)未來(lái)趨勢(shì)

簡(jiǎn)單回顧視覺(jué)檢測(cè)工序在汽車(chē)生產(chǎn)中的發(fā)展歷史，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)是視覺(jué)檢測(cè)的一部自動(dòng)化歷史，但無(wú)論是早期的純?nèi)斯ひ曈X(jué)檢測(cè)還是后面的純機(jī)器視覺(jué)都不是完美的解決方案，兩種方式都有自己的缺陷，具體來(lái)說(shuō)：

• 人工質(zhì)檢的局限性：傳統(tǒng)質(zhì)檢依賴(lài)人工目檢，但人眼容易疲勞，注意力會(huì)隨時(shí)間下降，導(dǎo)致漏檢、誤檢率高，質(zhì)量一致性難保證。在特鋼棒材檢測(cè)等高溫、高危環(huán)境中，人工操作還面臨燙傷等安全風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致相關(guān)崗位"招工難、留人難"。
• 傳統(tǒng)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備靈活性不足：AOI設(shè)備雖能實(shí)現(xiàn)批量高速檢測(cè)，但其檢測(cè)程序固定，導(dǎo)入周期長(zhǎng)，難以適應(yīng)快速換產(chǎn)的需求。例如，在手機(jī)行業(yè)，一款新設(shè)備的導(dǎo)入可能需要3到6個(gè)月，但手機(jī)型號(hào)的生命周期可能只有十幾個(gè)月

在面對(duì)如今市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化需求上升，制造周期縮短，要求質(zhì)檢系統(tǒng)具備快速部署和重新編程的能力，兩種方案都不能完美勝任。于是乎，視覺(jué)檢測(cè)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
視覺(jué)檢測(cè)協(xié)作機(jī)器人是指將：協(xié)作機(jī)器人與機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)深度融合，用于自動(dòng)化質(zhì)量檢測(cè)、尺寸測(cè)量、外觀缺陷識(shí)別、裝配精度驗(yàn)證等任務(wù)的智能檢測(cè)設(shè)備。它的誕生解決了許多傳統(tǒng)視覺(jué)質(zhì)檢所不能解決的問(wèn)題：

• 實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)線(xiàn)零改造”的快速部署與集成：由于其輕量化、可移動(dòng)和本質(zhì)安全的特性，它可以被直接“放置”在現(xiàn)有工位旁，與工人并肩工作，實(shí)現(xiàn)了 “即插即用” 式的部署，極大降低了自動(dòng)化改造的門(mén)檻和風(fēng)險(xiǎn)。
• 應(yīng)對(duì)極致柔性與小批量定制生產(chǎn)：憑借拖拽示教、圖形編程等技術(shù)，可在短時(shí)間時(shí)內(nèi)完成對(duì)新車(chē)型檢測(cè)任務(wù)的部署，實(shí)現(xiàn) “今天下線(xiàn)A車(chē)型，明天上線(xiàn)B車(chē)型” 的無(wú)縫切換。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)視覺(jué)質(zhì)檢協(xié)作機(jī)器人在確保效率的同時(shí)兼顧了柔性生產(chǎn)的特性，它在汽車(chē)制造中大范圍的應(yīng)用，能從兩個(gè)層面深刻變革汽車(chē)制造業(yè)：

• 推動(dòng)生產(chǎn)力革新：從“勞動(dòng)密集型”到“智能密集型”：將工人從重復(fù)、枯燥、有害的質(zhì)檢崗位上解放出來(lái)，轉(zhuǎn)向更高價(jià)值的設(shè)備維護(hù)、工藝優(yōu)化和異常處理崗位。通過(guò)7x24小時(shí)不間斷工作和極高的首次檢測(cè)通過(guò)率，顯著提升設(shè)備利用率和產(chǎn)能。
•  重構(gòu)制造模式：從“剛性自動(dòng)化”到“柔性智動(dòng)化”：在過(guò)去，一條生產(chǎn)線(xiàn)只能制造一種或少數(shù)幾種車(chē)型，改造升級(jí)成本高昂、周期長(zhǎng)。協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用后，生產(chǎn)線(xiàn)具備了 “樂(lè)高積木” 式的柔性。通過(guò)快速移動(dòng)和重新編程視覺(jué)檢測(cè)協(xié)作機(jī)器人，可以低成本、高效率地適配新產(chǎn)品的生產(chǎn)與質(zhì)檢需求，為大規(guī)模個(gè)性化定制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

越疆CRA系列協(xié)作機(jī)器人

越疆CRA系列協(xié)作機(jī)器人整合了高精度機(jī)械臂與先進(jìn)的視覺(jué)系統(tǒng)，在汽車(chē)制造的視覺(jué)質(zhì)檢環(huán)節(jié)表現(xiàn)出色，能夠顯著提升檢測(cè)的精度、效率和自動(dòng)化水平，這都得益于CRA系列協(xié)作機(jī)器人的高性能核心指標(biāo)：

• 特性類(lèi)別：具體表現(xiàn)
• 運(yùn)動(dòng)控制：重復(fù)定位精度 ±0.02mm；絕對(duì)定位精度 0.2-0.4mm (復(fù)雜姿態(tài)下)
• 運(yùn)動(dòng)控制：關(guān)節(jié)最大速度 223°/s；運(yùn)動(dòng)節(jié)拍提升 25%；高速運(yùn)動(dòng)下抖動(dòng) <0.3mm
• 安全與防護(hù)：電磁抱閘支持 18ms 快速制動(dòng) (斷電時(shí)末端工具墜落 <1mm)；可選配 IP54 防護(hù)等級(jí)
• 視覺(jué)集成：VX500智能相機(jī)空間補(bǔ)償精度 ±0.26mm；支持 2.5D空間定位補(bǔ)償算法

除了硬性的性能數(shù)據(jù)，CRA系列在實(shí)際部署和應(yīng)用中還具備以下優(yōu)勢(shì)：
部署靈活與快速集成：CRA系列機(jī)器人支持與VX500智能相機(jī)即插即用，無(wú)需額外安裝通信模塊與第三方操作軟件，這大幅簡(jiǎn)化了視覺(jué)系統(tǒng)的搭建流程。機(jī)器人支持圖形化編程和拖動(dòng)示教，使得調(diào)試和軌跡錄制變得更加簡(jiǎn)單，能將傳統(tǒng)視覺(jué)應(yīng)用的部署時(shí)間縮短高達(dá)80%。

• 高安全性與人機(jī)協(xié)作：CRA系列本身具備虛擬墻、末端負(fù)載實(shí)時(shí)檢測(cè)等安全功能。其進(jìn)階型號(hào)CRAS系列更搭載了非接觸式安全皮膚，能實(shí)時(shí)感知15厘米范圍內(nèi)的障礙物并在10毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)"碰前即停"，這使得機(jī)器人可以在無(wú)需物理圍欄或僅需簡(jiǎn)易防護(hù)的情況下與工人安全地協(xié)同作業(yè)，既保障了人員安全，又節(jié)省了產(chǎn)線(xiàn)空間。
• 適應(yīng)惡劣環(huán)境與穩(wěn)定運(yùn)行：CRA系列可選配IP54防護(hù)等級(jí)的控制柜，能夠抵御產(chǎn)線(xiàn)上常見(jiàn)的油污、粉塵等惡劣環(huán)境影響，保證了在 demanding 的工業(yè)環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行和高可靠性。

基于上述性能，CRA系列機(jī)器人能夠有效執(zhí)行多項(xiàng)汽車(chē)制造中的高難度質(zhì)檢任務(wù)。

• 車(chē)身漆面缺陷檢測(cè)：在北汽福田的案例中，通過(guò)部署7臺(tái)越疆CR10機(jī)器人（CRA系列前代產(chǎn)品，CRA系列在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)），構(gòu)建了一套自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。這些機(jī)器人以倒裝和側(cè)裝方式部署，能在 50秒 內(nèi)完成一個(gè)車(chē)身的漆面掃描與數(shù)據(jù)采集。該系統(tǒng)能精準(zhǔn)識(shí)別微小的漆面缺陷，并解決了車(chē)身頂部等人工難以檢測(cè)區(qū)域的難題。此舉為北汽福田節(jié)省了4個(gè)人工崗位，并使整條產(chǎn)線(xiàn)的檢測(cè)效率提升了34%。
• 發(fā)動(dòng)機(jī)與部件組裝檢測(cè)：CRA系列機(jī)器人憑借其高重復(fù)定位精度(±0.02mm)，能夠精準(zhǔn)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜部件的多個(gè)組裝點(diǎn)。在上汽集團(tuán)的應(yīng)用中，越疆機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)12個(gè)組裝位置的全自動(dòng)化檢測(cè)，并通過(guò)2D視覺(jué)系統(tǒng)確保了每個(gè)組裝點(diǎn)的精確性。機(jī)器人還能對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，并自動(dòng)分類(lèi)不合格產(chǎn)品，保證了出廠質(zhì)量。

從人工目檢到智能協(xié)作，汽車(chē)制造業(yè)的質(zhì)檢環(huán)節(jié)正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻變革。越疆 CRA 系列協(xié)作機(jī)器人以高精度機(jī)械臂與智能視覺(jué)系統(tǒng)的深度融合，成功打破了傳統(tǒng)人工檢測(cè)效率低、穩(wěn)定性差、自動(dòng)化設(shè)備靈活性不足等限制，讓質(zhì)檢環(huán)節(jié)真正實(shí)現(xiàn)了從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的飛躍。未來(lái)，隨著人工智能與機(jī)器視覺(jué)算法的持續(xù)進(jìn)步，越疆 CRA 系列將繼續(xù)拓展在汽車(chē)制造及更多行業(yè)的應(yīng)用邊界，助力全球制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化與智能化轉(zhuǎn)型，為“智造”時(shí)代的高質(zhì)量發(fā)展注入更強(qiáng)動(dòng)力