導(dǎo)語(yǔ)：汽車公司發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量檢查自動(dòng)化研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文章主要針對(duì)汽車制造總裝車間發(fā)動(dòng)機(jī)合裝之后的品質(zhì)質(zhì)檢，提出一種新的方法，由機(jī)器人與視覺(jué)質(zhì)檢系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)行自動(dòng)檢查的方式，提升總裝車間發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)保證能力，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到運(yùn)用，效果顯著。

關(guān)鍵詞：總裝車間；發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)；視覺(jué)質(zhì)檢

汽車制造企業(yè)總裝車間在21世紀(jì)逐漸開(kāi)始使用新技術(shù)、新方案，類似于自動(dòng)化裝配及機(jī)器視覺(jué)檢查、引導(dǎo)等高新科技正快速普及?？朔傃b車間工藝難題，挖掘可改進(jìn)工序，削減勞動(dòng)成本，提升生產(chǎn)品質(zhì)，是所有汽車制造總裝車間的共同追求。近年來(lái)某汽車制造企業(yè)總裝車間實(shí)現(xiàn)了諸如輪胎自動(dòng)安裝、擋風(fēng)玻璃自動(dòng)安裝、汽車玻璃加強(qiáng)劑的自動(dòng)涂布、繼電器自動(dòng)安裝、發(fā)動(dòng)機(jī)視覺(jué)質(zhì)檢等設(shè)備的成功導(dǎo)入，極大地提升了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性[1]。本文重點(diǎn)介紹發(fā)動(dòng)機(jī)視覺(jué)質(zhì)檢設(shè)備，介紹該設(shè)備的作用、原理及導(dǎo)入意義。

1總裝車間發(fā)動(dòng)機(jī)裝配簡(jiǎn)介

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力來(lái)源，是汽車的心臟，發(fā)動(dòng)機(jī)的品質(zhì)問(wèn)題一直是汽車生產(chǎn)過(guò)程中的重要一環(huán)，如何保證發(fā)動(dòng)機(jī)裝配后的品質(zhì)合格，是汽車生產(chǎn)總裝工藝中的重要課題。在總裝車間，發(fā)動(dòng)機(jī)在分裝線進(jìn)行裝配，裝配后需經(jīng)過(guò)一系列的品質(zhì)確認(rèn)，如發(fā)動(dòng)機(jī)上各零配件是否已經(jīng)組裝完好，重要部位的螺栓是否進(jìn)行扭力確認(rèn)，重要管路是否連接完好，是否點(diǎn)上紅油標(biāo)記，部分零件規(guī)格是否安裝正確。需檢查的點(diǎn)數(shù)量多，但復(fù)雜度不高，都是目視確認(rèn)品質(zhì)狀況，耗時(shí)多[2]。目前，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量檢查主要是靠人工完成，隨著人力成本的不斷上升，企業(yè)的負(fù)擔(dān)越來(lái)越重；另外，人工檢查存在精神不集中、視覺(jué)疲勞等問(wèn)題，從而導(dǎo)致有漏檢的情況發(fā)生。而使用自動(dòng)化設(shè)備去進(jìn)行品質(zhì)質(zhì)檢是非常經(jīng)濟(jì)的措施。

2發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化質(zhì)檢難點(diǎn)

2.1發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢點(diǎn)數(shù)量多。發(fā)動(dòng)機(jī)需要質(zhì)檢的項(xiàng)目數(shù)量多，根據(jù)不同發(fā)動(dòng)機(jī)派生（類型），每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要檢查共50-60處，單班500臺(tái)車需檢查25000-30000處；涵蓋范圍廣，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、懸架、減震器、制動(dòng)鉗、排氣管、管路等位置；項(xiàng)目雜，如號(hào)碼比對(duì)、力矩檢查確認(rèn)、卡夾有無(wú)有無(wú)確認(rèn)、裝配間隙確認(rèn)等。詳細(xì)檢查項(xiàng)目如下圖1：2.2發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢節(jié)拍快。該車間在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中屬生產(chǎn)節(jié)拍最高車間，要求發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢自動(dòng)化設(shè)備能夠保證檢查完一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間在45-48秒內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)在檢查時(shí)需要靜止，所以排除快速進(jìn)入到靜止的這段時(shí)間，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)僅剩約35-38秒的時(shí)間進(jìn)行品質(zhì)檢查。2.3對(duì)軟件優(yōu)化與電腦性能要求高。使用視覺(jué)攝像頭進(jìn)行拍照后，還需要電腦進(jìn)行運(yùn)算處理，在35-38秒節(jié)拍內(nèi)處理約50-60張照片，需要優(yōu)化良好的視覺(jué)處理軟件以及性能強(qiáng)勁的電腦。2.4異常處理系統(tǒng)需功能全。發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)檢設(shè)備帶有異常處理系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)異常報(bào)警時(shí)，能直觀地展示具體哪個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，能夠有示意圖表示發(fā)動(dòng)機(jī)上出現(xiàn)異常的點(diǎn)在哪里，是什么異常，發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)以及拍照?qǐng)D片都應(yīng)該清晰的顯示且可以追溯，可大幅度提升異常處理效率，減少品質(zhì)不良流出[3]。

3發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化質(zhì)檢項(xiàng)目介紹

要完成一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的品質(zhì)檢查，由于檢查點(diǎn)達(dá)50-60處，而工時(shí)為45-48秒，除去發(fā)動(dòng)機(jī)吊具進(jìn)出的時(shí)間僅剩35-38秒。使用4臺(tái)機(jī)械手協(xié)同工作，每臺(tái)機(jī)械手處理12-15個(gè)檢查點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)有約3秒時(shí)間進(jìn)行拍照處理，工時(shí)圖如下圖2：3.1設(shè)備布置結(jié)構(gòu)介紹。由于被檢查點(diǎn)各點(diǎn)之間分布較為分散，拍照方向不同，需要4個(gè)攝像頭平均分布在發(fā)動(dòng)機(jī)四周，以便拍照范圍可覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)角落。如下圖3：某企業(yè)總裝車間發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線為吊鏈結(jié)構(gòu)，質(zhì)檢時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)需靜止，便于拍照。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從移動(dòng)減速至靜止之后，吊著的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)因慣性而晃動(dòng)，晃動(dòng)會(huì)影響視覺(jué)拍照精度，所以需增設(shè)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)定位穩(wěn)定裝置，防止發(fā)動(dòng)機(jī)晃動(dòng)[4],夾緊裝置采用可升降機(jī)構(gòu)，伸出定位膠塊固定住發(fā)動(dòng)機(jī)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)搖晃，如下圖4：3.2視覺(jué)拍照技術(shù)原理。當(dāng)攝像頭拍到關(guān)鍵點(diǎn)照片后，計(jì)算機(jī)對(duì)圖片進(jìn)行視覺(jué)處理，將照片彩色三通道轉(zhuǎn)為單通道的灰度圖，再經(jīng)過(guò)一系列的平滑濾波，降噪處理，判定目標(biāo)輪廓后得出輪廓的具體信息，進(jìn)而識(shí)別出照片特征點(diǎn)[5]。如下圖5：如識(shí)別是否點(diǎn)紅油時(shí)，將彩色圖片進(jìn)行二值化處理，只提取紅色像素，再檢測(cè)二值化后高亮區(qū)域的面積，該面積可由像素點(diǎn)的數(shù)量表征，當(dāng)像素點(diǎn)數(shù)量大于設(shè)定的某個(gè)閾值后，即可斷定拍攝照片的監(jiān)測(cè)點(diǎn)已經(jīng)點(diǎn)上紅油標(biāo)記。3.3異常處理系統(tǒng)的使用介紹。由于質(zhì)檢點(diǎn)數(shù)量多且雜，當(dāng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)后如何報(bào)警成為了一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題，報(bào)警系統(tǒng)要能夠明確標(biāo)定異常點(diǎn)位置與信息的功能，保存異常數(shù)據(jù)及圖像的功能等[6]。發(fā)動(dòng)機(jī)需檢查特征點(diǎn)有50-60個(gè)之多，普通情況下的聲光報(bào)警以不足以滿足要求，異常處理系統(tǒng)有詳細(xì)的處理界面，當(dāng)發(fā)生檢查出異常點(diǎn)情況時(shí)，能夠自動(dòng)報(bào)警，并顯示出異常點(diǎn)位置[7]，提示現(xiàn)場(chǎng)人員點(diǎn)對(duì)點(diǎn)進(jìn)行處理。軟件界面如下圖6：異常處理系統(tǒng)能夠以時(shí)間點(diǎn)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、NG點(diǎn)等為依據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品的追溯，可追溯的數(shù)據(jù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、裝配車號(hào)、車型、排量、故障歷史、返修歷史等等，數(shù)據(jù)保存時(shí)間不少于5年，圖片保存時(shí)間不少于1個(gè)月，可以追溯在追溯范圍內(nèi)的任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配情況。3.4機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用工作原理介紹。視覺(jué)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)鏈系統(tǒng)緊密結(jié)合，信號(hào)連鎖，發(fā)動(dòng)機(jī)鏈到位等待，視覺(jué)系統(tǒng)啟動(dòng)；視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)NG時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)鏈停止，等待人工確認(rèn)操作，具體流程如下圖7：視覺(jué)質(zhì)檢系統(tǒng)功能模塊簡(jiǎn)單易用，每當(dāng)換一款新車型發(fā)動(dòng)機(jī)需重新調(diào)試時(shí)，只需重調(diào)模板即可。每次重調(diào)模板，對(duì)每個(gè)檢查點(diǎn)進(jìn)行重新調(diào)試，使用同一套程序，只需將每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模板數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，每次檢測(cè)基準(zhǔn)都相應(yīng)的改變，以達(dá)到每款車型使用同一套系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)的目的，降低了車間維護(hù)成本與新車型導(dǎo)入調(diào)試成本[8]。

4發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化質(zhì)檢項(xiàng)目導(dǎo)入意義

首先，該設(shè)備提升了品質(zhì)保證能力，根據(jù)某公司特有的工序品質(zhì)保證能力理論，設(shè)備保證品質(zhì)保證能力高于人工品質(zhì)保證能力，機(jī)器的檢出率高于人工。其次，總數(shù)達(dá)50-60個(gè)點(diǎn)的特征點(diǎn)檢查數(shù)量，耗費(fèi)的工時(shí)轉(zhuǎn)化成人工時(shí)間約40秒，單班次減去約0.9個(gè)人工，雙班共1.8人。該設(shè)備采用成本較低的小機(jī)器人搭配單目視覺(jué)，可以控制在36個(gè)月內(nèi)回收成本，36個(gè)月之后，每個(gè)月節(jié)約的人力成本都將轉(zhuǎn)化為收益，經(jīng)濟(jì)效益巨大。在汽車總裝車間中，還存在著許多如發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化質(zhì)檢的改造課題，用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)總裝車間進(jìn)行改造將成為行業(yè)趨勢(shì)，該領(lǐng)域也成為近年來(lái)許多汽車制造企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]曾義和.汽車總裝工藝技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(24):24-25.

[2]李旭.汽車總裝裝配質(zhì)量控制的工藝分析[J].冶金管理,2019(17):59+61.

[3]覃家仁,李桂健,陳恒強(qiáng).汽車總裝線后橋、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配自動(dòng)化解決方案[J].裝備制造技術(shù),2013(05):161-163.

[4]費(fèi)勁,劉德志.廣汽本田汽車制造總裝車間自動(dòng)化淺析[J].汽車實(shí)用技術(shù),2019(09):195-198.

[5]陶振恒.汽車總裝工藝技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)探究[J].時(shí)代汽車,2017(08):18-19.

[6]程燦明.汽車總裝工藝技術(shù)淺析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(15):35-36.

[7]劉永輝,王衛(wèi),朱曉波.汽車裝配工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].客車技術(shù)與研究,2007(02):47-49.

[8]黃海濤.汽車總裝工藝技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].時(shí)代汽車,2019(10):102-103.

作者:劉德志 熊升升 高勇 李曉東 單位:廣汽本田汽車有限公司總裝部