前言
在我国大力实施智能制造工程的当下，制造企业纷纷加大了在信息化、自动化领域的投入，不断提升制造全生命周期的自动化水平，从而实现强质、降本和增效。如家电行业作为我国高端化制造的一张“名片”，正以不断创新、突破与追求卓越的技术与产品，引领全球产业发展。
作为全球空调制冷行业的佼佼者，美的空调不断深化智能制造，以更高的自动化水平、更高的生产效率满足市场需求。近日，在高创运动控制公司的助力下，其顺德工厂“空调内机自动安检”工站正式启用，解决空调行业总装过程中“触电”风险的同时，更进一步突破空调总装效率的“天花板”。
效率低、有风险？空调总装关键岗位亟待自动化升级
在空调的生产过程中，“总装线”是产品投入市场前的最后一步，也是关键一步。每一台即将上市的空调都要经历一场严苛的“体检”，空调内机安检就是其中必不可少的一环。在这一过程中，工人需要精准定位空调内机的接线端子，并施加高电压进行检测，确保空调内部电路不打火且漏电流符合标准，从而保证消费者最终使用过程中的安全。
然而，这项“关键”的工序却让众多空调企业头疼不已。据美的空调顺德工厂总经理钟柱威介绍：“因为操作复杂，以往这一检测工序主要依靠工人手动操作，检测效率相对较低。而且检测过程中需要跟高压电流打交道，工人们也面临着潜在的触电风险。”
因此，如何能让“空调内机安检环节”更高效、安全，并满足产线高速运转的需求，成为美的空调进一步提升总装线效率的关键所在。不过，由于这一工序对运用技术的要求较高，实施起来并不容易。
“因为在实际生产中产线节拍较快，传输过程中还可能出现工件抖动、皮带线打滑以及混线生产等情况，这就要求自动化安检设备在快节奏工序中要持续可靠运行，更重要的是要精准识别高速动态画面，快速调整安检动作、对准接线端子等。”钟柱威谈及改造难点时说道。如何找到拥有一双“慧眼”、一对“快手”的供应商，确保检测准确度和产品安全性符合严苛的标准，成为破解这一难题的关键。
经过与多个自动化品牌的沟通，最终，高创传动凭借在伺服系统及运动控制领域的多年经验、尤其在软件算法层面的显著优势“脱颖而出”。作为技术领先的运动控制专家，高创传动具备从底层的算法，到执行层的编码器、伺服电机，再到驱动层和控制层的完整产品体系，并凭借全球化的技术研发布局在中国直驱领域市场取得了行业领先地位。
对于“空调内机自动安检”这一非标项目，彼时业内并没有成功的先例可供借鉴。对此，高创运动控制新能源销售部总监肖强表示，凭借丰富的自动化项目经验，以及创新研发的高性能视觉运动控制器，高创有信心攻克“空调内机自动安检”中的多重挑战，啃下这个困扰空调行业多年的“硬骨头”。
技术+经验 高创“首创”高性能视觉运动控制器解决方案
在美的空调顺德工厂“空调内机自动安检”项目中，高创首创的高性能视觉运动控制器从空调总装过程中的实际需求出发，以运控技术、视觉算法双管齐下，在系统架构底层实现运控系统与视觉定位及跟踪的深度融合，最终达到伺服频率与操作精度的双重突破，从而能够广泛应用在内机安检等动态操作场景中。
对于这套方案最大的技术创新亮点，无疑是高创传动团队首次将原本各自为战的视觉控制器和运动控制器，巧妙地集成为“高性能视觉运动控制器”。
对此，肖强解释道：“这并不是简单的1+1=2，而是基于统一软件平台，让自有视觉和运动控制算法模块实现深度融合，仿佛给机器装上了‘双眼’和‘大脑’，让它们能够更精准、更协调地工作。”
同时针对连续运动场景，该方案还开发了一种基于动态视觉伺服的高精度同步运动控制技术。简单来说就是让机器在快速移动的过程中，也能保持极高的定位精度和稳定性，最终实现了动态视觉伺服定位精度≤1.0mm，角度<1.0°，节拍测量精度<0.5%工件尺寸。
同样，高创在算法研发上的独特优势也赋予了解决方案更高的解决问题能力。据高创大客户高级经理周经纬介绍，2D相机的动作跟随需要大量算法应用才能实现，这样才能在捕捉到端子位置的同时就控制电机跟随检测目标移动，并做出相应的安检动作。
“相比市面上2D相机每秒14-15张相片的处理能力，经过创新优化的高创2D相机能够达到每秒30张相片的高精度处理能力。在伺服参数整定上，高创采用基于机器模型频域分析的HDM算法，基于PC实现HDM算法，自整定参数可靠性更高，效率更快；整定过程中目标对象移动距离小，并且不会出现振动而损坏机台。”
而对于此次创新方案的成功应用，肖强难掩自豪：“高创高性能视觉运动控制器这次在美的空调内机自动化安检环节的成功应用，标志着高创传动在视觉运动控制器领域迈出了从无到有、行业领先的关键一步！”
从无到有，凭实力做业内“拓荒者”
基于丰富的技术储备、扎实的项目运营经验，高创传动在“空调内机自动安检”项目中很快确定了高性能视觉运动控制器解决方案，并在3个月内为美的空调顺德工厂从零搭建起空调内机自动安检工站，解决了空调行业长期面临的这一难题。
作为该项目高创方面的负责人，肖强对项目“从无到有”过程中的困难深有体会：“待检产线上并不是只有单一的产品，还会出现混线生产或者穿插维修机的情况，而由于维修机的外壳高度高于普通空调内机，如果不及时调整安检设备高度，就会对维修机造成损坏。”
“快节拍运动和混线生产的灵活性要求，都考验了我们的自动化安检方案的精准识别与快速调整能力，促使我们进一步优化检测流程，确保每一个内机都能安全、准确地完成检测。”周经纬表示。
在项目实施过程中，团队还遇到了工装地线材质导致内阻增大的难题。由于检测中需要使用高压电，方案原本采用了铜链作为地线进行检测。然而实际使用中发现铜链的内阻远大于0.2欧的标准范围，这导致内阻过大并产生了大量的误报情况。
为了有效解决这一问题，高创团队充分理解并分析了客户的产线需求，最终决定采用铜线+紫铜管的组合方式作为新的地线材料。这一改进不仅显著降低了内阻，减少了误报情况的发生，还提高了检测的准确性和稳定性。
依托高创高性能视觉运动控制器解决方案，美的空调成功构建了“空调内机自动安检”工站，并于2024年1月正式投产。该工站通过视觉实时引导系统，确保安检仪探针迅速且精确地插入内机接线端子，同时攻克核心难点，支持产线不同型号空调的混线自动安检。而最终的实际运行结果也让美的、高创团队惊喜连连：
结果显示，该工站能够在传送带150mm/s峰值速度下实现1.5mm以内的跟踪定位误差和不到7s的产线安检节拍，对准成功率达到99.9%以上，控制响应时间仅需1ms，视觉运控交互时间开销不到100us，实现100%不漏检。
“相比于9-10秒的平均人工检测用时，自动安检工站能够将检测用时降低三分之一，不仅大幅提升了检测效率，还有效降低了生产成本，实现了降本增效的目标。”钟柱威对高创传动这一自动化改造项目给予了充分认可。“高创传动团队在项目过程中展现出的专业能力和创新精神令人印象深刻，其自动化解决方案不仅性能优异，而且充分根据美的空调的实际需求进行调整优化，既保障了产品的安全性和高品质，还大幅提升了产线效率。”
据悉，高创高性能视觉运动控制器获得了16项专利成果，其中包括2项重点发明专利、13项发明专利与1项外观专利。谈到高创高性能视觉运动控制器的未来应用前景，肖强充满信心：“高创传动将以此次成功实践为契机，不断将这一先进技术延伸到锂电行业的视觉引导定位、动态拧螺丝、家电安全检测以及动态视觉检测等广泛操作场景中。”
相信凭借“高速度、高精度、高性能、高柔性”的直驱/旋转伺服一体化控制优势，高创传动聚焦视觉检测设备精准定位、激光精准切割、固晶机精益制造、六轴机器人精准控制等不同需求，为行业持续带来领先的技术与定制化解决方案，助力客户实现高水平生产与工业自动化的高质量转型。
