為增強(qiáng)國際市場的競爭力并實現(xiàn)產(chǎn)能目標(biāo)，某商用車行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)打造了一座世界級商用車整車智能工廠。該工廠是商用車行業(yè)智能制造的標(biāo)桿工廠，它集成了先進(jìn)的智能裝備及智能制造技術(shù)，將自動化、柔性化、數(shù)智化高度融合，實現(xiàn)了產(chǎn)能規(guī)模和制造技術(shù)跨越式提升。
該工程建設(shè)過程中將梅卡曼德AI+3D視覺技術(shù)深入應(yīng)用于商用車總裝車間，構(gòu)建了商用車業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的輪胎自動化隨行裝配線、儀表臺涂膠裝配線。這一系列技術(shù)革新極大增強(qiáng)了生產(chǎn)線的自動化、柔性化水平，運(yùn)營效率躍升27%，更將年產(chǎn)能推向了5萬輛的新高度。
高精度自動化隨行裝配，打造柔性自適應(yīng)產(chǎn)線
此項目中單個輪胎直徑1200mm，重量在100kg以上，人工裝配強(qiáng)度大、耗時長，因此輪胎裝配環(huán)節(jié)成為制約產(chǎn)線效率提升的關(guān)鍵瓶頸。車身置于主線滑橇上，裝配過程需隨滑橇動態(tài)進(jìn)行，但滑橇行進(jìn)速度不均、車身在托架上位置不固定、車輪轉(zhuǎn)向角度存在偏差等問題均對隨行裝配提出了挑戰(zhàn)。為此，該企業(yè)通過融合AI、3D視覺、機(jī)器人等技術(shù)，解決了各項應(yīng)用挑戰(zhàn)，打造出全球首條商用車全自動隨行裝配線。
車輛進(jìn)入輪胎裝配區(qū)后，3D視覺引導(dǎo)前橋兩側(cè)機(jī)器人完成車輪蓋板及輪胎的裝配及擰緊。同時后橋兩側(cè)機(jī)器人裝配內(nèi)、外側(cè)輪胎，并擰緊。裝配完畢且擰緊扭矩合格后，3D視覺系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)器人將備胎放置于車架指定位置，隨后車輛隨滑橇駛離裝配位置。
商用車輪轂通常呈現(xiàn)黑亮反光特性，黑色物體本身反射率低，加之反光材質(zhì)的鏡面反射效應(yīng)，使得3D相機(jī)同時面臨高反光過曝和黑色欠曝的形況，對3D相機(jī)的動態(tài)范圍提出了挑戰(zhàn)。梅卡曼德為該輪胎裝配工作站選配了Mech-Eye PRO S-THR高精度結(jié)構(gòu)光工業(yè)3D相機(jī)，該相機(jī)專為汽車主機(jī)廠各車間典型視覺應(yīng)用研發(fā)設(shè)計。
前橋輪轂及車輪蓋板
后橋輪轂
通過先進(jìn)的成像技術(shù)，Mech-Eye PRO S-THR對黑亮反光的輪轂也能高質(zhì)量成像，精確提取輪轂的邊緣、螺栓及凹槽的輪廓線，生成輪廓清晰、細(xì)節(jié)完整的3D點(diǎn)云。Mech-Vision獲取到3D相機(jī)生成的點(diǎn)云后，實時計算生成輪轂的空間位姿坐標(biāo)，引導(dǎo)機(jī)器人將輪胎精準(zhǔn)裝入輪轂。隨后，通過對螺柱的高精度定位，完成前后橋輪胎裝配終擰緊。
即使在輪轂到位位置不一且位置持續(xù)變化的情況下，3D視覺系統(tǒng)仍能實時計算出輪轂空間位姿，并將計算結(jié)果實時傳輸至機(jī)器人控制系統(tǒng)，確保裝配過程的流暢性和效率。與2D視覺相比，3D視覺能夠精準(zhǔn)捕捉輪轂及螺柱三維信息，即使面對輪轂到位存在任意角度的偏差，3D視覺仍能通過深度信息實現(xiàn)精確定位。此外，3D視覺通過捕捉深度信息，展現(xiàn)出對于環(huán)境變化（如光線變化、雜物遮擋等）的出色適應(yīng)性和魯棒性，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中持續(xù)、穩(wěn)定工作，保證裝配工藝的精確度與可靠性。
可兼容多種車型配置下的各種零部件
商用車因應(yīng)用場景不同分化出眾多子車型，種類繁多，高達(dá)數(shù)十款。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，交付周期冗長，甚至延至數(shù)月，并伴隨高昂的定制產(chǎn)線投資。因此，實現(xiàn)跨車型、跨平臺的柔性混線生產(chǎn)，成為縮短交付周期與成本控制的關(guān)鍵策略。
梅卡曼德利用AI大模型強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和學(xué)習(xí)能力，賦予3D視覺系統(tǒng)廣泛的適用性。通過引入AI技術(shù)，客戶擁有了一個高度智能化的“自適應(yīng)生產(chǎn)鏈”，能夠適用包括8×4、6×4、6×2、4×2等多種車型配置下的各種零部件，更好應(yīng)對新增車型的快速換產(chǎn)需求，極大降低了新車型導(dǎo)入時的改造難度和成本。
儀表臺裝配工位
儀表臺作為汽車內(nèi)飾的核心組件，將其精確安裝至車體框架并穩(wěn)固粘合是確保駕駛安全與舒適性的關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)人工裝配的方式不僅勞動強(qiáng)度大、效率低下，而且搬運(yùn)、涂膠、裝配等環(huán)節(jié)難以達(dá)到實際生產(chǎn)對于一致性和精確性的要求。
儀表臺涂膠
儀表臺安裝
針對上述挑戰(zhàn)，該工廠革新了儀表臺裝配工藝，引入了梅卡曼德3D視覺引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)，全面優(yōu)化作業(yè)流程：首先，AGV將儀表臺運(yùn)送至工作站，3D視覺系統(tǒng)迅速生成儀表臺的精確位姿，引導(dǎo)機(jī)器人從AGV抓取儀表臺。同時，安裝在涂膠機(jī)器人機(jī)械臂末端的3D相機(jī)對車身進(jìn)行拍照，3D視覺系統(tǒng)依據(jù)車身位姿，引導(dǎo)機(jī)器人精準(zhǔn)涂膠。最后，裝配機(jī)器人在3D視覺系統(tǒng)的引導(dǎo)下，將儀表臺精準(zhǔn)安裝于駕駛室總成的固定裝配點(diǎn)。
車身局部點(diǎn)云
車身位姿
AI+3D視覺技術(shù)具備適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、靈活應(yīng)對不同車型變化、通過實時數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化生產(chǎn)流程等優(yōu)勢。該企業(yè)通過引入3D視覺技術(shù)，實現(xiàn)了儀表臺精準(zhǔn)涂膠和裝配，大幅提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
梅卡曼德致力于將高性能的3D傳感器與用戶友好的視覺軟件相結(jié)合，賦能客戶“高質(zhì)量、高效率地制造出用戶滿意的產(chǎn)品，提升員工便利和用戶體驗”的核心目標(biāo)。該項目中，梅卡曼德所參與建設(shè)的自動化產(chǎn)線均為商用車行業(yè)首創(chuàng)。目前，梅卡曼德AI+3D視覺技術(shù)已在多個重型商用車總裝的工業(yè)場景中通過實際生產(chǎn)驗證，為商用車行業(yè)自動化生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。