現今汽車製造中,普遍採用車身製造綜合誤差指數CII(Continuous Improvement Indicator)來控制車身製造質量,即「2mm工程」。品質檢測是確保CII指數達標的重要手段,同時也能優化前端製程、保障後段製程品質。過去,大部分企業採用三座標(CMM)進行離線抽檢,但有成本高、測量效率低、品質回饋不即時等問題。

基於車廠對於彈性、產能、品質等方面的高要求,梅卡曼德全新升級3D視覺線上測量系統,該系統可將測量工位併入生產線,實現汽車零件、車身分總成、白車身總成的100%自動化線上測量。目前,梅卡曼德線上測量系統已廣泛應用於零件、焊接、壓鑄、電池等生產環節。透過即時監控產品製程尺寸波動,對生產過程進行大數據累積和品質監控,為生產改進提供數據支持,協助汽車等產業客戶高標準、高效率交付。

梅卡曼德3D視覺線上測量系統架構

自研Mech-Vision機器視覺軟體,內建先進3D視覺演算法。取得Mech-Eye採集並產生3D資料後,對工件特徵(特徵孔、角點、弧線等)進行精確辨識

車身、零件、分總成生產過程中需要對數百上千的孔、邊、面、螺柱等進行高精度測量,以確保車身組裝精度。 CMM為接觸式測量,易損傷工件、無法100%測量全部特徵、測量耗時長等問題,因此「機器人+光學感測器」的非接觸彈性測量成為了更優的選擇。工件進入測量工位後,機器人搭配Mech-Eye UHP-140靈活運動至待測點上方,高速掃描待測點產生高品質3D點雲影像。 Mech-Eye UHP-140採用了自研融合成像演算法、抗反光演算法等先進3D成像演算法,輕鬆應對變形、反光、盲點對光學成像造成的干擾。

反光螺紋孔
反光且存在倒角的圓孔

Mech-Vision機器視覺軟體取得待測點3D資訊後,基於內建測量演算法計算待測特徵在工件/車身座標系下的3D座標,進一步計算輸出幾何尺寸或形位公差。最終實現與CMM對標偏差在±0.2mm以內的高精度測量。

軟體內建測量演算法

梅卡曼德線上測量系統完成單一測點的測量最快只需2s,結合「即拍即走」的測量模式,將計算時間整合進機器人運動節拍,幾分鐘內即可完成單一工件的測量。相較於傳統CMM離線測量,測量時間減少了90%以上。且線上測量系統能夠併入高速流水線,無需再將工件轉移至CMM測量室,在產線上即可對產品進行100%全檢,幫助客戶更精準地把控品質趨勢。

整個測量過程不再需要人工參與,梅卡曼德自研的測量軟體會對Mech-Vision計算出的測量結果進行即時統計整理。結合SPC統計製程監控,實現全部測量資料的查詢、分析、統計和異常警報功能,完成製程指導最佳化和製造穩定性監控。在試產階段,即時匯出的大量測量數據可大幅縮短產品生產起步和品質優化時間,並加快產品成熟週期

測量結果可視化

在線上測量技術成熟之前,車廠通常採用CMM離線抽檢多感測器固定測量的方式,但存在需轉運待測工件、部分死角無法捕捉、難以適應多車型生產等弊端。為了確保汽車生產的規模效益、滿足市場多元化需求,車廠開始嘗試打造成本低、彈性高的自動化線上測量工位。

線上測量系統很好地解決了測量感測器利用率低、設備佔地面積大、彈性不足等問題。且透過梅卡曼德先進的AI技術,線上測量系統可涵蓋零件生產及電池線、底板線、側圍線、四門兩蓋線、主線等環節所涉及的各類產品,並相容於腰孔、圓孔、螺紋孔、螺柱、平面等複雜特徵。幫助車廠完成不限車型不限平台的彈性混線生產。

全面相容於不同品類、不同車型的工件
廣泛相容於不同特徵、不同測量項目

線上測量相比於CMM、多重感測器的測量方式具備更高的性價比,能夠大幅節省產線的建造維護成本。 CMM費用高昂、需定期維護、測量室環境要求嚴苛。而多感測器測量則需要大批量感測器、佔地空間大且無法適應差異較大的工件。

機器人本身往復運動產熱及外界環境溫度變化會使機器人連桿和關節發生變形,進而產生溫度漂移,影響測量精度,所以在線測量過程中需對機器人進行溫漂補償。梅卡曼德溫度補償方案透過對標定球進行測量,量化機器人連桿和關節變形程度,即時修正機器人運動學參數,補償機器人重複精度,確保車身座標系下的測量結果真實可靠。

這是一家大型汽車零件企業,該企業了解到梅卡曼德AI+3D視覺線上測量系統能夠即時監控品質趨勢,並將測量工位整合入生產線,實現生產效率最大化。經過梅卡曼德產品性能、技術能力、服務能力的考察,決定引進梅卡曼德線上測量系統進行防撞樑和行人保護支架的檢測,以適應自身當前業務高速發展。產品投入使用後,產線自動化、彈性程度大幅提升。

此企業原場景需將產品轉移到CMM測量室,改造後測量工位整合到了產線,大幅縮短了產品轉運的時間。高速生產時也能100%完全檢測並剔除不良品,檢測精準度更高,更穩定。部署期間,梅卡曼德專業化團隊積極配合企業場景進行相應升級改造,服務反應迅速,贏得了客戶的認可。

梅卡曼德將高性能3D視覺感測器和易用性強的視覺軟體融合,幫助客戶完成「不製造缺陷、不接受缺陷、不傳遞缺陷」的品質準則。目前,已有許多合資車廠、自主車廠、Tier1引進了梅卡曼德線上測量系統。梅卡曼德一直以最開放的心態賦能合作夥伴,可提供產品、交付、培訓、市場全鏈路支持,傾力協助合作夥伴更快速、便捷地為終端客戶交付各類智能機器人應用

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