安全高效“雙”提升 高創(chuàng)運動控制助力美的空調自動化水平再升級

前言 

在我國大力實施智能制造工程的當下，制造企業(yè)紛紛加大了在信息化、自動化領域的投入，不斷提升制造全生命周期的自動化水平，從而實現(xiàn)強質、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與產品，引領全球產業(yè)發(fā)展。

作為全球空調制冷行業(yè)的佼佼者，美的空調不斷深化智能制造，以更高的自動化水平、更高的生產效率滿足市場需求。近日，在高創(chuàng)運動控制公司的助力下，其順德工廠“空調內機自動安檢”工站正式啟用，解決空調行業(yè)總裝過程中“觸電”風險的同時，更進一步突破空調總裝效率的“天花板”。

效率低、有風險？空調總裝關鍵崗位亟待自動化升級

在空調的生產過程中，“總裝線”是產品投入市場前的最后一步，也是關鍵一步。每一臺即將上市的空調都要經歷一場嚴苛的“體檢”，空調內機安檢就是其中必不可少的一環(huán)。在這一過程中，工人需要精準定位空調內機的接線端子，并施加高電壓進行檢測，確?？照{內部電路不打火且漏電流符合標準，從而保證消費者最終使用過程中的安全。

然而，這項“關鍵”的工序卻讓眾多空調企業(yè)頭疼不已。據(jù)美的空調順德工廠總經理鐘柱威介紹：“因為操作復雜，以往這一檢測工序主要依靠工人手動操作，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險?！?/p>

因此，如何能讓“空調內機安檢環(huán)節(jié)”更高效、安全，并滿足產線高速運轉的需求，成為美的空調進一步提升總裝線效率的關鍵所在。不過，由于這一工序對運用技術的要求較高，實施起來并不容易。

“因為在實際生產中產線節(jié)拍較快，傳輸過程中還可能出現(xiàn)工件抖動、皮帶線打滑以及混線生產等情況，這就要求自動化安檢設備在快節(jié)奏工序中要持續(xù)可靠運行，更重要的是要精準識別高速動態(tài)畫面，快速調整安檢動作、對準接線端子等?！辩娭劶案脑祀y點時說道。如何找到擁有一雙“慧眼”、一對“快手”的供應商，確保檢測準確度和產品安全性符合嚴苛的標準，成為破解這一難題的關鍵。 

經過與多個自動化品牌的溝通，最終，高創(chuàng)傳動憑借在伺服系統(tǒng)及運動控制領域的多年經驗、尤其在軟件算法層面的顯著優(yōu)勢“脫穎而出”。作為技術領先的運動控制專家，高創(chuàng)傳動具備從底層的算法，到執(zhí)行層的編碼器、伺服電機，再到驅動層和控制層的完整產品體系，并憑借全球化的技術研發(fā)布局在中國直驅領域市場取得了行業(yè)領先地位。

對于“空調內機自動安檢”這一非標項目，彼時業(yè)內并沒有成功的先例可供借鑒。對此，高創(chuàng)運動控制新能源銷售部總監(jiān)肖強表示，憑借豐富的自動化項目經驗，以及創(chuàng)新研發(fā)的高性能視覺運動控制器，高創(chuàng)有信心攻克“空調內機自動安檢”中的多重挑戰(zhàn)，啃下這個困擾空調行業(yè)多年的“硬骨頭”。

技術+經驗 高創(chuàng)“首創(chuàng)”高性能視覺運動控制器解決方案

在美的空調順德工廠“空調內機自動安檢”項目中，高創(chuàng)首創(chuàng)的高性能視覺運動控制器從空調總裝過程中的實際需求出發(fā)，以運控技術、視覺算法雙管齊下，在系統(tǒng)架構底層實現(xiàn)運控系統(tǒng)與視覺定位及跟蹤的深度融合，最終達到伺服頻率與操作精度的雙重突破，從而能夠廣泛應用在內機安檢等動態(tài)操作場景中。

對于這套方案最大的技術創(chuàng)新亮點，無疑是高創(chuàng)傳動團隊首次將原本各自為戰(zhàn)的視覺控制器和運動控制器，巧妙地集成為“高性能視覺運動控制器”。

對此，肖強解釋道：“這并不是簡單的1+1=2，而是基于統(tǒng)一軟件平臺，讓自有視覺和運動控制算法模塊實現(xiàn)深度融合，仿佛給機器裝上了‘雙眼’和‘大腦’，讓它們能夠更精準、更協(xié)調地工作?！?/p>

同時針對連續(xù)運動場景，該方案還開發(fā)了一種基于動態(tài)視覺伺服的高精度同步運動控制技術。簡單來說就是讓機器在快速移動的過程中，也能保持極高的定位精度和穩(wěn)定性，最終實現(xiàn)了動態(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)大客戶高級經理周經緯介紹，2D相機的動作跟隨需要大量算法應用才能實現(xiàn)，這樣才能在捕捉到端子位置的同時就控制電機跟隨檢測目標移動，并做出相應的安檢動作。

“相比市面上2D相機每秒14-15張相片的處理能力，經過創(chuàng)新優(yōu)化的高創(chuàng)2D相機能夠達到每秒30張相片的高精度處理能力。在伺服參數(shù)整定上，高創(chuàng)采用基于機器模型頻域分析的HDM算法，基于PC實現(xiàn)HDM算法，自整定參數(shù)可靠性更高，效率更快；整定過程中目標對象移動距離小，并且不會出現(xiàn)振動而損壞機臺?！?/p>

而對于此次創(chuàng)新方案的成功應用，肖強難掩自豪：“高創(chuàng)高性能視覺運動控制器這次在美的空調內機自動化安檢環(huán)節(jié)的成功應用，標志著高創(chuàng)傳動在視覺運動控制器領域邁出了從無到有、行業(yè)領先的關鍵一步！”

從無到有，憑實力做業(yè)內“拓荒者”

基于豐富的技術儲備、扎實的項目運營經驗，高創(chuàng)傳動在“空調內機自動安檢”項目中很快確定了高性能視覺運動控制器解決方案，并在3個月內為美的空調順德工廠從零搭建起空調內機自動安檢工站，解決了空調行業(yè)長期面臨的這一難題。

作為該項目高創(chuàng)方面的負責人，肖強對項目“從無到有”過程中的困難深有體會：“待檢產線上并不是只有單一的產品，還會出現(xiàn)混線生產或者穿插維修機的情況，而由于維修機的外殼高度高于普通空調內機，如果不及時調整安檢設備高度，就會對維修機造成損壞?！?/p>

“快節(jié)拍運動和混線生產的靈活性要求，都考驗了我們的自動化安檢方案的精準識別與快速調整能力，促使我們進一步優(yōu)化檢測流程，確保每一個內機都能安全、準確地完成檢測?！敝芙浘暠硎?。

在項目實施過程中，團隊還遇到了工裝地線材質導致內阻增大的難題。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行檢測。然而實際使用中發(fā)現(xiàn)銅鏈的內阻遠大于0.2歐的標準范圍，這導致內阻過大并產生了大量的誤報情況。

為了有效解決這一問題，高創(chuàng)團隊充分理解并分析了客戶的產線需求，最終決定采用銅線+紫銅管的組合方式作為新的地線材料。這一改進不僅顯著降低了內阻，減少了誤報情況的發(fā)生，還提高了檢測的準確性和穩(wěn)定性。

依托高創(chuàng)高性能視覺運動控制器解決方案，美的空調成功構建了“空調內機自動安檢”工站，并于2024年1月正式投產。該工站通過視覺實時引導系統(tǒng)，確保安檢儀探針迅速且精確地插入內機接線端子，同時攻克核心難點，支持產線不同型號空調的混線自動安檢。而最終的實際運行結果也讓美的、高創(chuàng)團隊驚喜連連：

結果顯示，該工站能夠在傳送帶150mm/s峰值速度下實現(xiàn)1.5mm以內的跟蹤定位誤差和不到7s的產線安檢節(jié)拍，對準成功率達到99.9%以上，控制響應時間僅需1ms，視覺運控交互時間開銷不到100us，實現(xiàn)100%不漏檢。

“相比于9-10秒的平均人工檢測用時，自動安檢工站能夠將檢測用時降低三分之一，不僅大幅提升了檢測效率，還有效降低了生產成本，實現(xiàn)了降本增效的目標。”鐘柱威對高創(chuàng)傳動這一自動化改造項目給予了充分認可?！案邉?chuàng)傳動團隊在項目過程中展現(xiàn)出的專業(yè)能力和創(chuàng)新精神令人印象深刻，其自動化解決方案不僅性能優(yōu)異，而且充分根據(jù)美的空調的實際需求進行調整優(yōu)化，既保障了產品的安全性和高品質，還大幅提升了產線效率?！?/p>

據(jù)悉，高創(chuàng)高性能視覺運動控制器獲得了16項專利成果，其中包括2項重點發(fā)明專利、13項發(fā)明專利與1項外觀專利。談到高創(chuàng)高性能視覺運動控制器的未來應用前景，肖強充滿信心：“高創(chuàng)傳動將以此次成功實踐為契機，不斷將這一先進技術延伸到鋰電行業(yè)的視覺引導定位、動態(tài)擰螺絲、家電安全檢測以及動態(tài)視覺檢測等廣泛操作場景中?！?/strong>

相信憑借“高速度、高精度、高性能、高柔性”的直驅/旋轉伺服一體化控制優(yōu)勢，高創(chuàng)傳動聚焦視覺檢測設備精準定位、激光精準切割、固晶機精益制造、六軸機器人精準控制等不同需求，為行業(yè)持續(xù)帶來領先的技術與定制化解決方案，助力客戶實現(xiàn)高水平生產與工業(yè)自動化的高質量轉型。