視覺檢測在線監(jiān)控在空調(diào)換熱器生產(chǎn)中的運用研究

黃冬磊

格力電器（合肥）有限公司 安徽合肥 230088

空調(diào)用換熱器是空調(diào)四大核心部件之一，相當(dāng)于空調(diào)器的“肺”部，主要負(fù)責(zé)換熱功能，其中冷媒在換熱器中按照設(shè)計的流路進行流動，在流動過程中與外界空氣進行熱交換，從而實現(xiàn)空調(diào)的制冷（制熱）效果。目前我國的家庭用空調(diào)主要是管翅式結(jié)構(gòu)，其中管翅式換熱器在焊接線焊接彎頭時如何防止生產(chǎn)員工將彎頭配錯或者漏配、多配，一直是行業(yè)難點，本文主要基于視覺系統(tǒng)在焊接線的運用研究視覺防錯手段對生產(chǎn)質(zhì)量管控的影響。

1 行業(yè)內(nèi)空調(diào)換熱器焊接彎頭的控制點及防錯方法

1.1 空調(diào)換熱器簡介

家庭用房間空氣調(diào)節(jié)器，即日常所說的民用空調(diào)，換熱器是其核心部件，由于我國民用空調(diào)主要是分體式，即一個內(nèi)機和一個外機配合使用，所以一套空調(diào)需要兩個換熱器部件，室內(nèi)機的換熱器稱為“蒸發(fā)器”，室外機的為“冷凝器”，兩者合稱“兩器”。

1.2 空調(diào)換熱器焊接線裝配彎頭工序的關(guān)鍵控制點

兩器組件主要在配套分廠生產(chǎn)，其中自動焊接線焊接兩器彎頭就是一道重要的工序。員工需在焊接之前按照圖紙規(guī)范的順序和位置將待焊接的小彎頭依次配入到兩器組件的喇叭口上，在通過火焰焊接的方式將彎頭上的焊環(huán)熔化，實現(xiàn)彎頭的在線自動焊接。如圖1所示。

對于目前空調(diào)行業(yè)而言，消費者對空調(diào)的個性化要求越來越多，空調(diào)產(chǎn)品也衍生出越來越多的產(chǎn)品系列，空調(diào)換熱器組件的種類也越來越多，不同組件對應(yīng)的不同的彎頭配法在員工在生產(chǎn)過程中極易因員工的疏忽，人員的更新，培訓(xùn)、點檢的不到位造成彎頭配錯；而彎頭配錯如果未能及時在焊接工序前發(fā)現(xiàn)，流到后工序甚至裝配成成品，則會導(dǎo)致整個空調(diào)系統(tǒng)無法正常運行的嚴(yán)重后果，嚴(yán)重的會造成批量市場召回的惡劣影響。

如圖2、3所示，在焊接線體如果彎頭配錯極易造成后工序相應(yīng)其他管路件相應(yīng)的配錯，最終導(dǎo)致整個換熱器回路邏輯發(fā)生改變甚至堵塞，輕則造成系統(tǒng)能效不達標(biāo)，嚴(yán)重可能導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)爆炸等惡劣影響。

1.3 行業(yè)內(nèi)彎頭防錯的控制方案

目前空調(diào)行業(yè)在焊接線生產(chǎn)換熱器組件焊接彎頭主要的生產(chǎn)方式還是通過人工控制，即焊接前對照圖紙做首檢，焊接第一件樣件待參考，過程中工序間自互檢控制。此種方式最大弊端是如果首檢出錯，將出現(xiàn)批量配錯異常，同時靠人工記憶，檢驗存在不可靠性，不穩(wěn)定性，極易出現(xiàn)錯配、漏配的情況。

2 智能在線監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的弊端

以我司實際生產(chǎn)為例（由于涉及商業(yè)機密，本文中數(shù)據(jù)有修改，并非實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)），配套分廠焊接線因彎頭配錯、漏配等問題導(dǎo)致的返修量居高不下，一方面是由于生產(chǎn)進入旺季，老員工流失和新員工不熟悉，另一方面也是因為僅靠員工記憶彎頭配法在實際生產(chǎn)中往往會由于員工的注意力不集中，掉線等問題而變得不受控，為分廠帶來了人力物力及生產(chǎn)材料、工時管理上的多種浪費。表1～3是公司內(nèi)部配套分廠某年內(nèi)三個月僅對于配彎頭問題的零缺陷記錄匯總。

2.2 新型在線監(jiān)測方法的方案研究與運用

如圖4、5所示，本方案首先使用攝像裝置采集標(biāo)準(zhǔn)樣板配法并錄入到系統(tǒng)里作為比對模板，給與標(biāo)準(zhǔn)模板以編號，使編號與物料編碼一一對應(yīng)，使得生產(chǎn)時可以通過系統(tǒng)快速找到對比模板；

輸入模板編碼后，防錯監(jiān)測裝置要根據(jù)事先設(shè)定好的程序自動調(diào)整高度和攝像頭焦距，使得拍攝對應(yīng)產(chǎn)品時清晰；

員工在確認(rèn)生產(chǎn)某種機型后在檢測系統(tǒng)上輸入對應(yīng)編碼，監(jiān)測系統(tǒng)快速自動調(diào)節(jié)好后開始比對實際流過攝像區(qū)域的兩器彎頭，對于比對結(jié)果一致的，即判定為合格，系統(tǒng)顯示“OK”，設(shè)備無動作，流水線正常運轉(zhuǎn)；對于比對結(jié)果不一致的，即判定不合格，系統(tǒng)顯示“NG”，設(shè)備發(fā)出警報聲，警示燈閃爍，提醒員工有彎頭配法有異常。

當(dāng)需要切換產(chǎn)品時，員工通過顯示屏或按鍵設(shè)置對應(yīng)產(chǎn)品編碼，即可快速切換。

引入識別檢測系統(tǒng)后通過導(dǎo)出系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)可以直觀分析出各條線體的生產(chǎn)情況（由于涉及商業(yè)機密，本文中數(shù)據(jù)有修改，并非實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)），通過數(shù)據(jù)可以看出彎頭漏配、錯配情況非常普遍，且可以通過識別系統(tǒng)有效檢出。檢出情況如表4所示。

圖1 兩器生產(chǎn)車間里的焊接線配彎頭工序

圖2 小彎頭配錯(上方換熱器配閥正確下方錯誤)

圖3 小彎頭配錯導(dǎo)致管路小管焊錯

3 結(jié)論

通過視覺檢測技術(shù)在空調(diào)換熱器生產(chǎn)上的研究結(jié)果表明，視覺檢測技術(shù)可以大幅降低生產(chǎn)的錯漏率及返修率，提高產(chǎn)品品質(zhì)和可靠性，視覺檢測技術(shù)在其他行業(yè)已經(jīng)廣泛使用，但其在空調(diào)換熱器上的運用尚屬待開發(fā)階段，業(yè)內(nèi)視覺檢測技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，利用高速相機拍攝比對的方案可以有效提高換熱器彎頭漏配、錯配檢出率，對空調(diào)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提升，降低返修報廢有非常重要的意義，同時本文中所介紹的換熱器焊接防止彎頭配錯視覺檢測裝置也已經(jīng)申報了專利保護，專利名稱：一種換熱器彎頭配法在線自動檢測裝置，專利號：ZL201210311604.9。這種檢測方法可以供更多的業(yè)內(nèi)企業(yè)參考，提高換熱器產(chǎn)品生產(chǎn)的合格率，減少報廢和返工，通過自動識別杜絕靠人工記憶的方式，提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。

表1 配套分廠xx年a月份彎頭配錯、漏配等零缺陷考核報表

表2 配套分廠xx年b月份彎頭配錯、漏配等零缺陷考核報表

表3 配套分廠xx年c月份彎頭配錯、漏配等零缺陷考核報表

表4 配套分廠一周內(nèi)檢出彎頭漏配、配錯情況匯總

圖4 視覺檢測儀實際在換熱器焊接線上運用

圖5 視覺檢測儀在通過捕捉圖像檢測彎頭是否配錯或漏配