埃尔森3D视觉在发动机生产制造多环节应用分享
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以上这些词条近期经常出现在我们的生活中,随着国家双碳战略的持续推进,2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标越来越近。
乘用车作为燃油使用大户,电动化已是必然趋势,“新能源”、“动力电池”的热度持续攀升,但市场上传统燃油车仍将与电动车并行较长一段时间,商用车、工程机械、农机设备、航空设备、船舶、大型发电机组等设备在长时间内仍需要传统发动机提供动力,发动机制造业正朝着进一步降低油耗、提高能效、减少碳排放等高端化、高技术含量的方向优化发展。与此同时,混动方案、氢能源等新燃料方案也是电动化以外有力的动力供给解决方案,传统燃油发动机仍然大有可为。
无论是出于迎接电动化冲击还是提升自身品质的考量,自动化改造对于发动机制造商都是一个优选,只有不断提升加工质量、通过智能制造实现降本增效、提升产线柔性化程度,才能应对市场变化带来的换型、转产等风险。柔性产线的实现,3D视觉在其中将起到重要作用,已在并将在更多机器换人的生产场景中得到应用。
1、3D视觉引导发动机缸体CNC上料
发动机缸体结构多样、造型复杂,为保证生产品质一般采用机床进行精密加工,在CNC上料环节采用3D视觉系统引导机器人实现胚料或半成品堆垛的拆解,使上料工位实现柔性化。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-04A系列3D视觉相机,线激光方案具备良好的工件和环境适应性,体积小巧适合臂载安装; 用户只需投入简易托盘装载堆垛即可,无需频繁定制和切换定位工装或限位装置; 可以根据订单需求灵活切换不同类型、不同尺寸、不同表面特性的来料; 对于纯黑色缸体也可很好地识别。2、3D视觉引导发动机缸盖加工线下料
加工好的缸盖经过输送带向后工位运送,通过3D视觉系统可实现工件的精准位姿获取和放置托盘的精定位,使下料工位部署更灵活。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-04A系列3D视觉相机,线激光方案具备良好的工件和环境适应性,工位部署在窗边、光带下也不受影响; 视野范围内各类托盘的造型和颜色不影响识别准确性,通过3D视觉精定位,使托盘利用率达到最大,也无需对托盘放置位做工装限位; 双目结构更能保障精度稳定性,引导机器人抓取工件准确放置于托盘中,避免成品件放置时磕碰等损伤情况发生。3、3D视觉引导发动机螺栓锁付
紧固件的工艺执行度对产品装配质量至关重要,尤其是大型多缸发动机,人工拧紧螺栓工作量繁重,个人经验、长时间从事重复劳作的注意力分散等会成为不可控风险。采用3D视觉系统能够实现机器人锁付的有效引导,提升装配锁紧工位的柔性程度。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-06C-S型3D视觉相机,具备高精度、点云细腻的特点,满足装配工艺低容差的苛刻要求; 产品采用双目结构,精度输出具备较高的稳定性,确保现场不漏紧、不错紧; 3D视觉引导机器人携带专业拧紧枪等机构进行锁紧,避免人工干扰因素,能有效提升锁付的实施效率和装配良品率。4、3D视觉引导发动机曲轴料框分拣上料
曲轴的造型呈螺旋状,较为复杂,定制工装困难,工件在料框中相互叠放的状态对识别也提出了挑战。采用3D视觉系统能够快速实现不同规格曲轴的上料,提高工位利用率,实现产线柔性生产。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-04A系列3D视觉相机,根据用户现场部署情况采用臂载方式安装,通过臂展有效扩展视野,实现工件快速分拣上料; 同工位可根据订单生产安排处理多种来料,3D视觉系统可根据不同来料型号快速进行切换,也可实现新物料两小时内快速导入; 3D视觉系统内置完备的避障抓取策略,有效避免夹具入框抓取可能存在的框壁碰撞风险。5、3D视觉引导发动机连杆料框无序分拣上料
连杆是发动机重要零配件,生产来料方式多为无序散乱堆放在料框中,工件较为沉重、型号多,人工分拣上料劳动强度非常大,采用3D视觉系统可以有效解放劳动力,提升劳动效率。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-01C-H型3D视觉相机,能够有效获取细腻的点云数据,且成像和处理速度快,单件平均抓取节拍可达3s; 埃尔森为用户提供专业的离线仿真编程运行环境-LightBinPick,在此环境下,用户可通过软件导入3D相机、机器人品牌/型号、工件数模、料框等元素,通过设置环境参数模拟搭建真实的抓取场景,在项目初期阶段用户无需耗费大量人力、物力部署,即可快速进行项目的可行性评估; 无序分拣实施过程中,系统通过点云处理、深度学习、运动规划、多抓取位设置等多种处理方式和抓取策略的实施,实现安全生产,并满足现场对工件清框率的较高要求。6、3D视觉引导发动机气缸套CNC上料
气缸套是发动机气缸的重要构成部件,加工环节涉及CNC加工,面对不同规格、颜色、尺寸的气缸套,3D视觉系统的引入可有效引导机器人实现自动上料,提升加工工位的柔性程度,增加换产的灵活性。
以上案例采用埃尔森AT-S1000-01A系列3D视觉相机,具备大视野、大景深,能够满足用户大尺寸料框的覆盖,精度依然满足用户远端工件准确抓取的要求; 产品采用线激光方案,具备良好的环境适应性,开放环境下的光照对定位识别无影响,用户无需增加遮光暗房等设施; 缸套均为不同规格的圆筒状工件,现场采用横向堆叠或纵向摆放多种方式,3D视觉系统可根据不同的摆放方式采取不同抓取策略,以保障横向工件堆垛不倒塌,纵向工件抓取时机械臂和夹具不与框壁碰撞,实现安全、高效生产。 3D视觉相机与机器人并行工作,除首次扫描外不占用工作节拍,上料效率得到大幅提升。埃尔森将持续助力制造加工业产线自动化、柔性化升级,为广大自动化用户提供上下料、拆码垛、精密装配、路径规划、测量检测等工艺应用方向的工业3D视觉产品及解决方案,分享行业经验,共同为中国制造业良性发展添砖加瓦。
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