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机械电焊臂,借助 AI 和 CV 检测缺陷

机器人弧焊,视觉缺陷检测

机械电焊臂是工厂的重负荷机器,在最极端的环境中焊接钢铁。这些机器尽管十分坚硬,仍无法检查工作质量,即使在出现常见错误如孔隙时,也无法识别。在焊接过程中如果没有法线这些缺陷,那么可能需要破坏性、成本高昂的重新工作,或需要裁掉部分材料。

传统质量控制包括调用高级焊接技术人员,使用视觉和声响指标来检测孔隙。但这些专家检测的实际效果有限。组装线上焊接的钢铁有几英里,不可能光靠视觉检查出每一个孔隙。而且没有辐射和超振动技术,他们无法看到焊接面的底部。因此,焊接成品出了工厂之后,很可能成为报修产品。

幸运的是,创新技术能够提供解决方案。AI 驱动的焊接机器可以提高质量控制水平,为制造商提供绝对优势。

视觉缺陷检测能够捕捉缺陷

农业设备制造商 John Deere 是一个很典型的例子。这家公司使用气态金属弧来焊接构建机械器具所需的高强度钢。全球 52 家工厂中,数百台机械臂每年使用数百万磅焊接电线。

有这样大的生产量,公司必须寻找在焊接过程中识别缺陷的新方法。公司找到了 ADLINK,一家边缘计算解决方案全球制造商

ADLINK 的 AI 和计算机视觉为 Edge 电弧焊接缺陷检测解决方案提供支持,使 Deere 能够实时观看焊接池,以便在问题发生时及时发现和改正。

“机器学习让 John Deere 更好地了解了每次焊接的质量,” ADLINK 边缘解决方案高级总监 Daniel Collins说。“从保修和传递信息的角度来看,这些功能都非常强大实用。”

硬件 + 预装软件

弧焊平台包括软件和硬件,基于使用英特尔® 酷睿 处理器和英特尔® Movidius Myriad X VPU 的工业级机械视觉平台。

MeltTools 焊接摄像头(专用于高温高亮度环境下)—安装在了机械臂上,距离焊接处仅 12 到 14 英寸。预训练的机器学习模型使用集成 ADLINK 边缘物联网软件,可以捕捉、直播、处理、理解视觉数据并采取行动。ADLINK 架构允许制造商在边缘插入模块软件和硬件,以创建连续数据流程(图 1)。

软件和边缘硬件合作检查电焊工作。
图 1。边缘设备收集实时洞察来检查电焊,并能在发现缺陷时停止机器。(来源:ADLINK

“该软件是平台能够顺利运作的一大重点”,Collins说。“它包含英特尔® OpenVINO 工具套件推理引擎—一个机器视觉计算器,以及 ADLINK Edge — 它拆分成了几个应用程序。这些应用程序能够处理摄像头数据,上传至推理引擎,解读结果,并采取行动。这些都使用 ADLINK Data River 或边缘通信层实时进行。”

一个决策应用程序将等待引擎的推理结果来评估焊接质量。如果其要求停止焊接,一个 DIO 程序将向机器人发起 24 伏的信号,暂停电焊。同时,还会向工厂车间经理发送警报说明电焊已停止。

“如果在一个批次完成后才发现质量问题,他们很可能要查看该批次中所有焊接点来进一步检查和操作。这可能意味着完全拆除,从头开始。”Collins 说。

AI 为系统集成商 (SI) 带来商机

机械电焊商业空间不断增长,大型制造商逐渐弃用手动电焊,为系统集成商创造了巨大的机会。

Collins 说,“从机械电焊质量检测的方面来看,您会发现在焊接工作中没有多少要检查的东西,”“但您会看到各种组件,如摄像头和模型等。您看不到组装在一起的单个产品中的所有组件或部件。”

ADLINK 套件专为 PoC 设计,包括机器视觉算法,大约可以识别电焊中常见的 10 个质量检测问题中其中 1 种。要为客户定制解决方案,SIs 可能需要进行某些配置或重新训练模型。

Collins 表示,“新环境中的客户可能能够利用不寻常的解决方案识别孔隙,同样的,我们也需要进行一些模型再培训累增加在该环境下的准确性。我们完成了正确识别所有组件需要做的必要基础工作。SI 的任务是进行配置,让他们的客户在部署后能够立即获得其价值。”

Collins 补充道,此外许多制造商还对“焊接质量检验即服务”感兴趣。“我们可能有机会提供托管服务,”他说。“这与不断增长中的行业相结合,加上为每位客户的环境进行配置和重训,SI 将创造客观的服务营收。”

计算机视觉和机器学习将机械电焊臂变成工厂的超英雄,能够发现本来会被忽略的缺陷。利用 AI 技术,制造商和提供服务的 SI 在当今的竞争市场中获得了优势。

作者简介

Stephanie Vozza is a B2B writer who specializes in retail, technology and finance. In 2006, she launched her own eCommerce brand and sold it five years later to FranklinCovey Products. Stephanie has written articles, white papers and ebooks for companies that include Staples, Mastercard, Epson, Oracle and HPE. She's also a regular contributor to Fast Company and Forbes.com.

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