安全高效“雙”提升 高創(chuàng)運(yùn)動(dòng)控制助力美的空調(diào)自動(dòng)化水平再升級
前言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202402/455880.htm在我國大力實(shí)施智能制造工程的當(dāng)下,制造企業(yè)紛紛加大了在信息化、自動(dòng)化領(lǐng)域的投入,不斷提升制造全生命周期的自動(dòng)化水平,從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)質(zhì)、降本和增效。如家電行業(yè)作為我國高端化制造的一張“名片”,正以不斷創(chuàng)新、突破與追求卓越的技術(shù)與產(chǎn)品,引領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
作為全球空調(diào)制冷行業(yè)的佼佼者,美的空調(diào)不斷深化智能制造,以更高的自動(dòng)化水平、更高的生產(chǎn)效率滿足市場需求,并在高創(chuàng)運(yùn)動(dòng)控制公司的助力下,其順德工廠“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”工站正式啟用,解決空調(diào)行業(yè)總裝過程中“觸電”風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)一步突破空調(diào)總裝效率的“天花板”。
效率低、有風(fēng)險(xiǎn)?空調(diào)總裝關(guān)鍵崗位亟待自動(dòng)化升級
在空調(diào)的生產(chǎn)過程中,“總裝線”是產(chǎn)品投入市場前的最后一步,也是關(guān)鍵一步。每一臺即將上市的空調(diào)都要經(jīng)歷一場嚴(yán)苛的“體檢”,空調(diào)內(nèi)機(jī)安檢就是其中必不可少的一環(huán)。在這一過程中,工人需要精準(zhǔn)定位空調(diào)內(nèi)機(jī)的接線端子,并施加高電壓進(jìn)行檢測,確??照{(diào)內(nèi)部電路不打火且漏電流符合標(biāo)準(zhǔn),從而保證消費(fèi)者最終使用過程中的安全。
然而,這項(xiàng)“關(guān)鍵”的工序卻讓眾多空調(diào)企業(yè)頭疼不已。據(jù)美的空調(diào)順德工廠總經(jīng)理鐘柱威介紹:“因?yàn)椴僮鲝?fù)雜,以往這一檢測工序主要依靠工人手動(dòng)操作,檢測效率相對較低。而且檢測過程中需要跟高壓電流打交道,工人們也面臨著潛在的觸電風(fēng)險(xiǎn)。”
因此,如何能讓“空調(diào)內(nèi)機(jī)安檢環(huán)節(jié)”更高效、安全,并滿足產(chǎn)線高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需求,成為美的空調(diào)進(jìn)一步提升總裝線效率的關(guān)鍵所在。不過,由于這一工序?qū)\(yùn)用技術(shù)的要求較高,實(shí)施起來并不容易。
“因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)線節(jié)拍較快,傳輸過程中還可能出現(xiàn)工件抖動(dòng)、皮帶線打滑以及混線生產(chǎn)等情況,這就要求自動(dòng)化安檢設(shè)備在快節(jié)奏工序中要持續(xù)可靠運(yùn)行,更重要的是要精準(zhǔn)識別高速動(dòng)態(tài)畫面,快速調(diào)整安檢動(dòng)作、對準(zhǔn)接線端子等?!辩娭劶案脑祀y點(diǎn)時(shí)說道。如何找到擁有一雙“慧眼”、一對“快手”的供應(yīng)商,確保檢測準(zhǔn)確度和產(chǎn)品安全性符合嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn),成為破解這一難題的關(guān)鍵。
經(jīng)過與多個(gè)自動(dòng)化品牌的溝通,最終,高創(chuàng)傳動(dòng)憑借在伺服系統(tǒng)及運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的多年經(jīng)驗(yàn)、尤其在軟件算法層面的顯著優(yōu)勢“脫穎而出”。作為技術(shù)領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制專家,高創(chuàng)傳動(dòng)具備從底層的算法,到執(zhí)行層的編碼器、伺服電機(jī),再到驅(qū)動(dòng)層和控制層的完整產(chǎn)品體系,并憑借全球化的技術(shù)研發(fā)布局在中國直驅(qū)領(lǐng)域市場取得了行業(yè)領(lǐng)先地位。
對于“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”這一非標(biāo)項(xiàng)目,彼時(shí)業(yè)內(nèi)并沒有成功的先例可供借鑒。對此,高創(chuàng)運(yùn)動(dòng)控制新能源銷售部總監(jiān)肖強(qiáng)表示,憑借豐富的自動(dòng)化項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),以及創(chuàng)新研發(fā)的高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器,高創(chuàng)有信心攻克“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”中的多重挑戰(zhàn),啃下這個(gè)空調(diào)行業(yè)的“硬骨頭”。
技術(shù)+經(jīng)驗(yàn) 高創(chuàng)“首創(chuàng)”高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器解決方案
在美的空調(diào)順德工廠“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”項(xiàng)目中,高創(chuàng)首創(chuàng)的高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器從空調(diào)總裝過程中的實(shí)際需求出發(fā),以運(yùn)控技術(shù)、視覺算法雙管齊下,在系統(tǒng)架構(gòu)底層實(shí)現(xiàn)運(yùn)控系統(tǒng)與視覺定位及跟蹤的深度融合,最終達(dá)到伺服頻率與操作精度的雙重突破,從而能夠廣泛應(yīng)用在內(nèi)機(jī)安檢等動(dòng)態(tài)操作場景中。
對于這套方案最大的技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn),無疑是高創(chuàng)傳動(dòng)團(tuán)隊(duì)首次將原本各自為戰(zhàn)的視覺控制器和運(yùn)動(dòng)控制器,巧妙地集成為“視覺運(yùn)動(dòng)控制器”。
對此,肖強(qiáng)解釋道:“這并不是簡單的1+1=2,而是基于統(tǒng)一軟件平臺,讓自有視覺和運(yùn)動(dòng)控制算法模塊實(shí)現(xiàn)深度融合,仿佛給機(jī)器裝上了‘雙眼’和‘大腦’,讓它們能夠更精準(zhǔn)、更協(xié)調(diào)地工作。”
同時(shí)針對連續(xù)運(yùn)動(dòng)場景,該方案還開發(fā)了一種基于動(dòng)態(tài)視覺伺服的高精度同步運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。簡單來說就是讓機(jī)器在快速移動(dòng)的過程中,也能保持極高的定位精度和穩(wěn)定性,最終實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)視覺伺服定位精度≤1.0mm,角度<1.0°,節(jié)拍測量精度<0.5%工件尺寸。
同樣,高創(chuàng)在算法研發(fā)上的獨(dú)特優(yōu)勢也賦予了解決方案更高的解決問題能力。據(jù)高創(chuàng)大客戶高級經(jīng)理周經(jīng)緯介紹,2D相機(jī)的動(dòng)作跟隨需要大量算法應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn),這樣才能在捕捉到端子位置的同時(shí)就控制電機(jī)跟隨檢測目標(biāo)移動(dòng),并做出相應(yīng)的安檢動(dòng)作。
“相比市面上2D相機(jī)每秒14-15張相片的處理能力,經(jīng)過創(chuàng)新優(yōu)化的高創(chuàng)2D相機(jī)能夠達(dá)到每秒30張相片的高精度處理能力。在伺服參數(shù)整定上,高創(chuàng)采用基于機(jī)器模型頻域分析的HDM算法,基于PC實(shí)現(xiàn)HDM算法,自整定參數(shù)可靠性更高,效率更快;整定過程中目標(biāo)對象移動(dòng)距離小,并且不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)而損壞機(jī)臺?!?/p>
而對于此次創(chuàng)新方案的成功應(yīng)用,肖強(qiáng)難掩自豪:“高創(chuàng)高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器這次在美的空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)化安檢環(huán)節(jié)的成功應(yīng)用,標(biāo)志著高創(chuàng)傳動(dòng)在視覺運(yùn)動(dòng)控制器領(lǐng)域邁出了從無到有、行業(yè)領(lǐng)先的關(guān)鍵一步!”
從無到有,憑實(shí)力做業(yè)內(nèi)“拓荒者”
基于豐富的技術(shù)儲(chǔ)備、扎實(shí)的項(xiàng)目運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),高創(chuàng)傳動(dòng)在“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”項(xiàng)目中很快確定了高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器解決方案,并在3個(gè)月內(nèi)為美的空調(diào)順德工廠從零搭建起空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢工站,解決了空調(diào)行業(yè)長期面臨的這一難題。
作為該項(xiàng)目高創(chuàng)方面的負(fù)責(zé)人,肖強(qiáng)對項(xiàng)目“從無到有”過程中的困難深有體會(huì):“待檢產(chǎn)線上并不是只有單一的產(chǎn)品,還會(huì)出現(xiàn)混線生產(chǎn)或者穿插維修機(jī)的情況,而由于維修機(jī)的外殼高度高于普通空調(diào)內(nèi)機(jī),如果不及時(shí)調(diào)整安檢設(shè)備高度,就會(huì)對維修機(jī)造成損壞?!?/p>
“快節(jié)拍運(yùn)動(dòng)和混線生產(chǎn)的靈活性要求,都考驗(yàn)了我們的自動(dòng)化安檢方案的精準(zhǔn)識別與快速調(diào)整能力,促使我們進(jìn)一步優(yōu)化檢測流程,確保每一個(gè)內(nèi)機(jī)都能安全、準(zhǔn)確地完成檢測?!敝芙?jīng)緯表示。
在項(xiàng)目實(shí)施過程中,團(tuán)隊(duì)還遇到了工裝地線材質(zhì)導(dǎo)致內(nèi)阻增大的難題。由于檢測中需要使用高壓電,方案原本采用了銅鏈作為地線進(jìn)行檢測。然而實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)銅鏈的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于0.2歐的標(biāo)準(zhǔn)范圍,這導(dǎo)致內(nèi)阻過大并產(chǎn)生了大量的誤報(bào)情況。
為了有效解決這一問題,高創(chuàng)團(tuán)隊(duì)充分理解并分析了客戶的產(chǎn)線需求,最終決定采用銅線+紫銅管的組合方式作為新的地線材料。這一改進(jìn)不僅顯著降低了內(nèi)阻,減少了誤報(bào)情況的發(fā)生,還提高了檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
依托高創(chuàng)高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器解決方案,美的空調(diào)成功構(gòu)建了“空調(diào)內(nèi)機(jī)自動(dòng)安檢”工站,并于2024年1月正式投產(chǎn)。該工站通過視覺實(shí)時(shí)引導(dǎo)系統(tǒng),確保安檢儀探針迅速且精確地插入內(nèi)機(jī)接線端子,同時(shí)攻克核心難點(diǎn),支持產(chǎn)線不同型號空調(diào)的混線自動(dòng)安檢。而最終的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果也讓美的、高創(chuàng)團(tuán)隊(duì)驚喜連連:
結(jié)果顯示,該工站能夠在傳送帶150mm/s峰值速度下實(shí)現(xiàn)1.5mm以內(nèi)的跟蹤定位誤差和不到7s的產(chǎn)線安檢節(jié)拍,對準(zhǔn)成功率達(dá)到99.9%以上,控制響應(yīng)時(shí)間僅需1ms,視覺運(yùn)控交互時(shí)間開銷不到100us,實(shí)現(xiàn)100%不漏檢。
“相比于9-10秒的平均人工檢測用時(shí),自動(dòng)安檢工站能夠?qū)z測用時(shí)降低三分之一,不僅大幅提升了檢測效率,還有效降低了生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)了降本增效的目標(biāo)?!辩娭Ω邉?chuàng)傳動(dòng)這一自動(dòng)化改造項(xiàng)目給予了充分認(rèn)可?!案邉?chuàng)傳動(dòng)團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目過程中展現(xiàn)出的專業(yè)能力和創(chuàng)新精神令人印象深刻,其自動(dòng)化解決方案不僅性能優(yōu)異,而且充分根據(jù)美的空調(diào)的實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,既保障了產(chǎn)品的安全性和高品質(zhì),還大幅提升了產(chǎn)線效率?!?/p>
據(jù)悉,高創(chuàng)高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器獲得了16項(xiàng)專利成果,其中包括2項(xiàng)重點(diǎn)發(fā)明專利、13項(xiàng)發(fā)明專利與1項(xiàng)外觀專利。談到高創(chuàng)高性能視覺運(yùn)動(dòng)控制器的未來應(yīng)用前景,肖強(qiáng)充滿信心:“高創(chuàng)傳動(dòng)將以此次成功實(shí)踐為契機(jī),不斷將這一先進(jìn)技術(shù)延伸到鋰電行業(yè)的視覺引導(dǎo)定位、動(dòng)態(tài)擰螺絲、家電安全檢測以及動(dòng)態(tài)視覺檢測等廣泛操作場景中?!?/p>
相信憑借“高速度、高精度、高性能、高柔性”的直驅(qū)/旋轉(zhuǎn)伺服一體化控制優(yōu)勢,高創(chuàng)傳動(dòng)聚焦視覺檢測設(shè)備精準(zhǔn)定位、激光精準(zhǔn)切割、固晶機(jī)精益制造、六軸機(jī)器人精準(zhǔn)控制等不同需求,為行業(yè)持續(xù)帶來領(lǐng)先的技術(shù)與定制化解決方案,助力客戶實(shí)現(xiàn)高水平生產(chǎn)與工業(yè)自動(dòng)化的高質(zhì)量轉(zhuǎn)型。
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