Automotive výroba dnes čelí rostoucí variabilitě modelů, tlaku na kvalitu, požadavkům na dohledatelnost dílů i nástupu elektromobility. Každý vůz se skládá z tisíců komponent a každá chyba v kontrole, montáži nebo identifikaci může znamenat zdržení, přepracování nebo nákladnou reklamaci.
Právě zde má strojové vidění zásadní roli. Pomáhá automatizovat vizuální kontroly, číst kódy, ověřovat správnost montáže, měřit rozměry, kontrolovat povrchy a sledovat díly napříč výrobou. Nejde jen o rychlost. Důležitá je opakovatelnost, objektivní vyhodnocení a možnost napojení na výrobní data.
Jako integrátor strojového vidění spolupracujeme s naším partnerem, společností Zebra Technologies, jejíž portfolio nabízí široké možnosti pro automotive aplikace. Patří sem fixní průmyslové skenery, chytré kamery, 3D senzory i software pro zpracování obrazu.
Kontrola kvality už nemůže čekat na konec linky
Ve výrobě automobilů je cílem odhalit problém co nejdříve. Čím později se chyba objeví, tím dražší je její odstranění. Proto se strojové vidění nasazuje v různých fázích výroby. Od kontroly jednotlivých dílů přes montážní operace až po finální ověření hotového vozidla.
Typicky pomáhá s těmito úlohami:
- kontrola přítomnosti a správné polohy dílů,
- čtení 1D a 2D kódů,
- měření rozměrů a geometrie,
- detekce povrchových vad,
- kontrola svarů, lepidel a těsnicích housenek,
- navádění robotů při montáži,
- ověření správné konfigurace podle výrobního plánu.
Díky tomu lze automatizovat úlohy, které jsou pro člověka opakované, obtížně vyhodnotitelné nebo náročné na stabilní přesnost.
Portfolio Zebra Technologies pro automotive aplikace
Společnost Zebra Technologies nabízí technologie pro různé úrovně náročnosti, od jednoduchého čtení kódů až po komplexní 2D a 3D inspekce. Do automotive aplikací se nejčastěji zapojují:
- Fixní průmyslové skenery FS: Pro automatické čtení 1D a 2D kódů, sledování dílů, komponent, balení i celých sestav. Pomáhají vytvářet digitální stopu napříč výrobou.
- Chytré kamery a senzory VS / Iris GTX: Pro kontrolu přítomnosti, správné montáže, čtení kódů, detekci vad i jednodušší měřicí úlohy. Výhodou je kompaktní řešení, které kombinuje snímání, zpracování obrazu a vyhodnocení.
- 3D senzory AltiZ, AltiZ 4200 a 3S Series: Pro aplikace, kde 2D obraz nestačí. Typicky při měření výšky, profilu, objemu, rovinnosti, mezery a lícování nebo při kontrole členitých povrchů.
- Software Zebra Aurora: Pro návrh, konfiguraci a správu aplikací strojového vidění. Podle typu úlohy lze využít klasické algoritmy, měřicí nástroje, OCR, čtení kódů i deep learning.
Kde se strojové vidění v automotive uplatní?
Pohonné ústrojí: od odlitku po montáž motoru. Výroba pohonného ústrojí vyžaduje řadu přesných kontrol. Už u odlitků je potřeba sledovat póry, praskliny, otřepy, chybějící nebo přebytečný materiál. Po obrábění přichází kontrola povrchů, otvorů, závitů, dosedacích ploch a rozměrových tolerancí.
Typickými díly pro kontrolu jsou například:
- motorové bloky,
- hlavy válců,
- převodové skříně,
- ventilová tělesa,
- brzdové kotouče,
- ozubená kola a další obráběné díly.
U těchto aplikací může být vhodná kombinace vysokého rozlišení, správně navrženého průmyslového osvětlení, 2D kamer, 3D snímání a softwaru pro měření i vyhodnocení vad. Důležitou součástí je také dohledatelnost. Čtení kódů umožňuje sledovat historii dílu, jeho cestu výrobou a správné přiřazení k montážní operaci.
Elektromobilita: baterie, motory a elektronika
S rozvojem elektromobility roste význam kontrol v oblasti baterií, elektromotorů a elektronických modulů. U bateriové výroby je důležitá přesnost montáže, čistota, správné usazení komponent, kontrola povrchů i rozměrová stabilita.
Strojové vidění se zde používá například pro:
- kontrolu elektrodových vrstev,
- ověření zarovnání článků,
- detekci cizích objektů,
- kontrolu konektorů,
- kontrolu lepicích nebo těsnicích housenek,
- čtení kódů pro sledování bateriových komponent,
- kontrolu motorových částí, svarů a vodičů.
U kabelových svazků a elektronických řídicích modulů pomáhá ověřovat správné zapojení, přítomnost konektorů, barvy vodičů, kvalitu pájení nebo usazení desek. Často se zde kombinuje barevné 2D snímání, vysoké rozlišení, 3D metrologie a v některých případech také deep learning.
Karoserie a rám: svary, lisované díly, matice a čepy
Karosářská výroba je pro strojové vidění velmi vhodnou oblastí, ale zároveň přináší řadu výzev. Pracuje se s velkými díly, členitými tvary, odlesky, proměnlivými povrchy a velkým množstvím kontrolních bodů.
Strojové vidění zde pomáhá s kontrolou:
- lisovaných dílů,
- otvorů a výseků,
- prasklin a deformací,
- svarů,
- navařených matic a čepů,
- polohy komponent vůči referenčním prvkům.
U svarů je potřeba sledovat jejich přítomnost, tvar, kontinuitu i možné vady. U navařených matic a čepů je důležitá správná poloha, orientace a kompletnost. Podle konkrétní aplikace lze použít 2D kamery, chytré kamery, 3D senzory nebo roboticky vedené snímací systémy.
Body-in-white: lepidla, těsnění, mezery a lícování
Ve fázi body-in-white, tedy po spojení základních částí karoserie a před lakováním, se kontrolují lepidla, těsnicí materiály, protihlukové prvky, spoje karosářských dílů i geometrie sestavy.
U lepicích a těsnicích housenek se sleduje zejména:
- přítomnost,
- šířka,
- výška,
- kontinuita,
- přerušení,
- bubliny nebo dutiny,
- poloha vůči hraně nebo referenčnímu prvku.
Tam, kde je potřeba měřit výšku nebo objem, bývá vhodné 3D snímání. Pro jednodušší kontrolu přítomnosti a polohy může stačit správně navržená 2D aplikace.
Důležitou oblastí je také měření gap & flush, tedy mezery a lícování mezi karosářskými díly. Tato kontrola má vliv na funkčnost, vzhled i celkové vnímání kvality vozu. 3D profilery umožňují bezkontaktně měřit šířku mezery i výškový rozdíl mezi navazujícími plochami.
Finální montáž: správný díl na správném místě
Ve finální montáži se potkává automatizace s manuální prací. Každé vozidlo může mít jinou konfiguraci, a proto je důležité ověřit, že je osazen správný díl ve správné pozici.
Strojové vidění pomáhá například při kontrole:
- připravených sad dílů,
- montáže světlometů, klik a emblémů,
- usazení čelního nebo zadního skla,
- aplikace lepidla,
- montáže kol a pneumatik,
- interiérových komponent,
- správné pozice log a označení modelu.
U čelních a zadních skel může být strojové vidění součástí robotického navádění. Kamera nebo 3D senzor pomáhá určit polohu dílu, zkontrolovat nanesení lepidla a ověřit finální usazení.
U kol a pneumatik je klíčová správná identifikace podle výrobního plánu. K tomu se používá čtení kódů, OCR nebo pokročilejší snímání povrchu pneumatiky, kde je kvůli nízkému kontrastu černého značení na černém materiálu potřeba zvolit vhodnou technologii snímání.
Dohledatelnost, deep learning a správná integrace
Automotive výroba stojí na dohledatelnosti. Každý díl, sestava i hotový vůz musí být správně identifikovatelný. Čtení 1D a 2D kódů, přímého značení dílů, VIN kódů a OCR proto patří mezi důležité oblasti strojového vidění. U hůře čitelných znaků, nízkého kontrastu, poškozeného značení nebo proměnlivých vad může pomoci deep learning. Samotná technologie ale nestačí. O výsledku rozhoduje celý návrh aplikace, tedy optika, průmyslové osvětlení, mechanické uchycení, komunikace s linkou, vyhodnocovací software, testování na reálných dílech a následná integrace do provozu.
V AMV Technology se na strojové vidění díváme jako na celek. Neřešíme pouze výběr komponenty, ale také to, zda bude navržené řešení stabilní, servisovatelné a použitelné v reálných výrobních podmínkách.
Chcete automatizovat kontrolu v automotive výrobě?
Strojové vidění v automotive není jen o hledání vad. Je to způsob, jak získat větší kontrolu nad výrobou, zrychlit procesy, snížit riziko chyb a podpořit dohledatelnost každého dílu. Rádi s vámi projdeme konkrétní aplikaci, ověříme technické možnosti a navrhneme vhodné řešení strojového vidění pro váš provoz.
AMV tým
