防错检测技术在汽车制造中应用

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随着中国人均收入的增长、生活水平的提高以及市场的日趋成熟，人们有了对轿车越来越多的多样化需求。近年来新车型层出不穷，单线多品种生产方式在轿车生产领域得到了广泛的推广和应用。为了适应这种具有较高的机械化和自动化水平的生产方式，有效避免各种缺陷和错误的发生，检查、测量和零件识别技术可谓是功不可没。
在全球性竞争日益激烈的汽车行业，提高产品质量、减少加工废品、降低制造成本成为当前企业竞争的一个重要环节。而在汽车制造过程中，合理使用各种防错检测技术措施，能够有效地提高产品品质。
美国邦纳工程国际有限公司（简称邦纳公司）提供的传感器及附件可为汽车行业客户提供经济适用的防错检测解决方案，能够确保产品质量、增加可靠度、提高产量、节约生产成本。多年来，邦纳公司以其不断创新的传感器技术为客户提供从简单易用到高性能的光电传感器、工件分拣光幕、激光传感器、超声波传感器、视觉传感器及安全产品，帮助汽车行业的客户解决生产中的实际应用问题。
防错解决方案
  

图1 螺纹孔检测方案一
  

图2 螺纹孔检测方案二
1、螺纹孔的检测
螺纹孔和光孔的加工在汽车的制造工艺中随处可见，但不同的设计对工艺有着不同的要求，因此，需要在生产过程中对螺纹孔和光孔加以区分。
方案一：多功能视觉传感器检测（如图1所示）
运用区域光源在特定角度打光，螺纹孔和光孔在光的反射上有着明显的不同。因此，在Presence PLUS Pro视觉系统抓取到的图片中，光孔和螺纹孔产生的明暗非常易于识别，检测准确率很高。
方案二：小光斑激光传感器检测（如图所示2）
QS30LD/LDL系列激光传感器具有1mm的光斑，检测性能优异，可进行静态、动态、单点设定，并可手动调整灵敏度。小光斑照射到螺纹孔和光孔内壁上的反射情况差异明显，传感器接受到的反射光的强度存在着较大不同，传感器据此区分光孔和螺纹孔。

2、孔的有无检测
汽车生产制造的过程中，往往要涉及到许许多多的孔洞。为了提高生产效率、减少废品的出现，在许多工艺进行之前需要确认工件上有无孔的存在，以防止返工现象的发生。例如，在车门安装到车身上之前必须确认车门横梁上有无孔位，以确保正确的车门安装在车身上。Presence PLUS Pro视觉传感器在环形光源的配合下抓取合适大小的图片，运用"块状检测"工具或"模式查找"检测工具来判断有无孔的存在（如图3所示）。
  

图3 孔位有无的检测
3、孔的ID识别
汽车车型的日益丰富，使得共线生产成为新的发展趋势。在汽车的共线生产过程中，区分车型及零件种类变得尤其重要，例如：在焊装线上，通过识别白车身的种类以决定调用相应的焊接程序；根据车门上孔大小的不同确定车门的种类，分别将不同种类的车门装配到相应的车身上。Presence PIUS Pro视觉系统对孔的ID进行识别，如图4所示。
  

图4 孔的ID的识别
4、多工件定位
在实际生产过程中，多工件装配的到位和定位十分普遍，准确检测可以帮助生产企业有效提高生产效率。在由Presence PLUS Pro视觉系统、LCF16LT镜头、高频荧光灯光源及PLC提供的触发信号组成的检测系统中，Presence PLUS Pro用于检测仪表板配件，高频荧光灯自上向下照明被测物，实现了运用多种检测工具（如像素检测工具、目标物工具、边缘工具）检测泡沫塑料垫片及塑料工件的到位、方向及定位。汽车仪表板装配件上的泡沫塑料片及塑料螺母的到位及定位，如图5所示。
  

图5 多工件定位

5、零部件的分拣
  

图6 零部件的分拣
在汽车外部/内部元件（如座椅、电子设备、装具）装配线、其他按顺序操作的项目以及库房定单处理中，需按既定的操作程序执行操作。因此，保证操作顺序的正确性是十分必要的。
邦纳公司的PVA光幕是解决汽车装配线、电子产品装配线及材料处理行业应用问题的钥匙。PVA光幕的应用能够有效防止装配过程中出现错误，它的发射、接收装置安于料箱两侧，其高清晰度的工作指示灯指示操纵者选择特定料箱。操纵者选取正确工件时，PVA光幕被阻断，输出信号进入PLC或计算机以确认操作正确，PLC或计算机会启动下步工序料箱的PVA指示灯，错误操作或不按顺序的操作将能够被及时发现。
应用PVA光幕的优点在于：
（1） 保证按顺序检测工件，防止重复操作，提高装配质量；
（2） 易于新手或临时装配员迅速掌握操作工序；
（3） 在工作间隙或更换元件后便于继续操作；
（4） 灵活性大，易于在同一装配线上装配不同产品，培训工作量大大减小。
结束语
大批量工业生产过程中，尤其是在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人眼难以满足要求的场合，采用先进的防错检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且经传感器转化来的数字量信号易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。