摘 要：自動化密封膠噴涂技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車涂裝制造行業(yè)，而傳統(tǒng)的汽車涂膠品質(zhì)監(jiān)控方式依賴人工檢查，效率低下，且易受人為主觀因素影響。隨著汽車制造業(yè)智能化、自動化、數(shù)字化程度的提升，開發(fā)高效、精準(zhǔn)的涂膠品質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)已成為行業(yè)急需解決的問題。AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，通過圖像采集、圖像處理、AI判斷邏輯和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對車身涂膠品質(zhì)的自動檢測，有效提高了噴涂后的品質(zhì)檢測效率和準(zhǔn)確性。本文闡述的AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)已成功應(yīng)用于整車涂裝生產(chǎn)線，可以實(shí)現(xiàn)如輪轂位、電池包周邊、尾燈位等重點(diǎn)部位的涂膠品質(zhì)自動檢測，保障穩(wěn)定的檢出率和極低的誤檢率。該技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)線的自動化水平，減少了人工檢查負(fù)荷，可有效降低機(jī)器人涂膠異常導(dǎo)致的質(zhì)量問題及品質(zhì)失敗成本，推動了汽車密封膠涂膠領(lǐng)域由制造自動化逐步邁向質(zhì)檢數(shù)字化。未來，隨著智能化、電氣化和自動化等新技術(shù)以及新質(zhì)生產(chǎn)力的迭代發(fā)展，AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的應(yīng)用需求將大幅度增長。

關(guān)鍵詞：密封膠自動化噴涂 AI智能質(zhì)檢 漏噴檢測 偏移檢測 視覺識別 深度學(xué)習(xí)

1 緒論

當(dāng)前，汽車制造業(yè)依托新質(zhì)生產(chǎn)力，推進(jìn)技術(shù)革新。技術(shù)革新已成為企業(yè)競爭的核心動力。企業(yè)越來越注重長期主義這一發(fā)展理念，即在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷推動技術(shù)創(chuàng)新。為此，自動化與數(shù)字化的轉(zhuǎn)型已成為汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢。在整車生產(chǎn)制造過程中，涂裝工序不僅需要保障其漆面的外觀商品性，對于整車的防銹、防水等機(jī)能品質(zhì)的保障也起著至關(guān)重要的作用。其中，密封膠工序作為保障防水機(jī)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要的作業(yè)內(nèi)容就是通過人工或者機(jī)器人將密封膠噴涂覆蓋于白車身夾縫之上，再經(jīng)干燥后附著于車身縫隙，實(shí)現(xiàn)夾縫密封。隨著科技的不斷進(jìn)步，密封膠工序的自動化程度日益提高。其中，廣汽本田汽車有限公司三工廠在2015年建立之初就已經(jīng)導(dǎo)入自動化涂膠機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了100%的自動化噴涂。

隨著密封膠自動化噴涂的廣泛應(yīng)用，不僅提升了噴涂效率，降低了人工作業(yè)成本，對比人手噴涂，更是顯著提升了密封膠噴涂的穩(wěn)定性、均勻性及高外觀性，進(jìn)而提升了汽車的防水機(jī)能。隨之而來的技術(shù)提升課題便是對噴涂后密封膠的品質(zhì)確認(rèn)及檢測監(jiān)控能力的提升?；谝褜?shí)現(xiàn)密封膠自動化涂膠后，采用圖像視覺識別，運(yùn)用AI學(xué)習(xí)功能，開發(fā)訓(xùn)練AI智能質(zhì)檢模型，通過搭建軟硬件協(xié)同系統(tǒng)，自主研發(fā)整車涂膠工藝AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對車身涂膠后品質(zhì)的自動檢測。本文旨在對AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的搭建思路、監(jiān)測原理、量產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例等方面進(jìn)行闡述。

2 密封膠自動化涂膠的噴涂要求及傳統(tǒng)質(zhì)檢方式

在整車制造過程中，涂膠工藝作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為整車防水機(jī)能起著重要作用，需要密封覆蓋于白車身夾縫之上，品質(zhì)管理要求包括但不限于：①密封無虛孔；②密封無離縫偏移；③噴涂后無飛濺，不允許阻礙零件安裝；④可視面密封膠需要保證外觀商品性；等等。而傳統(tǒng)的質(zhì)檢方式往往依賴人工檢查，不僅效率低下，而且易受主觀因素影響，導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性不足。

因此，隨之自動化噴涂的廣泛應(yīng)用，在噴涂后的質(zhì)檢也需要隨智能制造和人工智能技術(shù)的發(fā)展，引入更加高效、智能的質(zhì)檢解決模式。

3 AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的開發(fā)過程

本文介紹的整車制造涂膠工藝AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)，主要是通過自主搭建軟硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對車身涂膠品質(zhì)的自動檢測，并基于AI技術(shù)，開發(fā)訓(xùn)練AI智能質(zhì)檢模型，提取關(guān)鍵檢測的項(xiàng)目，如離縫偏移、漏噴等。通過車身結(jié)構(gòu)、密封膠關(guān)鍵特征提取，針對不同的缺陷情況，智能判斷品質(zhì)異常，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)異常檢出率100%，誤檢率0%。技術(shù)原理如下。

（1）圖像采集：在車體輸送線旁，車身周邊位置安裝2000萬高分辨率工業(yè)相機(jī)，在密封膠噴涂后采集需對其進(jìn)行作業(yè)檢查的區(qū)域，進(jìn)行拍攝，確保采集到的圖像清晰、真實(shí)，是為后續(xù)的圖像處理和分析提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這一過程不僅提高了檢測效率，也為密封膠涂膠質(zhì)量的控制和優(yōu)化提供了重要保障。如圖1所示，本文使用場景：輸送線左右兩側(cè)各設(shè)置4個工業(yè)相機(jī)對，車底、輪轂位、后備箱進(jìn)行圖像采集。相機(jī)數(shù)量、拍照數(shù)量、安裝位置取決于檢查部位、涂膠數(shù)量、涂膠精度要求等綜合條件。

（2）圖像處理：利用計算機(jī)視覺技術(shù)對圖像進(jìn)行處理，提取檢查部位的涂膠狀態(tài)信息。以圖2為例，右側(cè)相機(jī)3采集到整個右后輪轂噴涂后的視覺圖像。但從各車型結(jié)構(gòu)出發(fā)，并非所有密封膠均起到防水作用，部分密封膠僅起到防銹作用，防水位置密封膠品質(zhì)基準(zhǔn)、要求更高。因而，從品質(zhì)管理成本角度出發(fā)，在量產(chǎn)中，AI視覺識別判斷前，需要對采集到的圖像進(jìn)行處理，提取需要進(jìn)行防水管理的密封膠（如圖2中箭頭所示）。

（3）AI判斷邏輯及深度學(xué)習(xí)：當(dāng)需監(jiān)控密封膠覆蓋居中度，即檢測是否因噴涂偏移而導(dǎo)致離縫。如圖3所示，需要檢測密封膠A在車身夾縫B的噴涂偏移情況，可以先通過找到車體上相對穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)C，它可以是車身定位孔、一級工藝孔、一體式集成件夾縫等，因此B、C為具體點(diǎn)，L2為固定值，輸入AI識別系統(tǒng)。圖像處理后通過AI視覺識別提取以下關(guān)鍵數(shù)據(jù)：左側(cè)覆蓋寬度LA=L1-L2；右側(cè)覆蓋寬度LB=L2-L3。理想狀態(tài)下，LA=LB可保證噴涂居中，考慮到機(jī)器人以及車體精度，實(shí)際應(yīng)用中需要設(shè)定公差帶。本文中異常報警范圍值設(shè)定為： LA或LB≤8個像素（1個像素=0.3mm）即可保證不出現(xiàn)偏移離縫該品質(zhì)不良。

當(dāng)需要監(jiān)控是否出現(xiàn)槍嘴堵塞，供膠不足導(dǎo)致漏噴等極端情況，如圖4。除了通過實(shí)時監(jiān)控機(jī)器人本體之外，更為行之有效的方法是直接監(jiān)控噴涂后效果。利用分段全檢膠條的面積的原理，在視覺系統(tǒng)中將膠條面積的基準(zhǔn)設(shè)定為SA（白色為膠條檢出面積，黑色為車體的電泳涂層），噴涂后 實(shí)績面積為SB，結(jié)合實(shí)績應(yīng)用，報警值可設(shè)定為設(shè)：SA≥80% ×SB。

當(dāng)然，采用純視覺圖像處理方案，可能存在約8%的誤檢率，為減少誤檢，可追加AI視覺深度學(xué)習(xí)功能，本文選用VisionTrain作為深度學(xué)習(xí)工具，集良品及不良品圖片，導(dǎo)入AI工具系統(tǒng)，建立深度學(xué)習(xí)大模型，能有效消除誤檢，大幅提升檢出率，如圖5。

（4）AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的應(yīng)用場景：通過上述的判斷邏輯及深度學(xué)習(xí)后，輸出檢測效果，可設(shè)定反饋機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)異常時聯(lián)動PLC觸發(fā)報警，通知現(xiàn)場管理者及時跟進(jìn)并開展整改，防止品質(zhì)不良的流出，具體流程如圖6所示。該系統(tǒng)也附帶檢測結(jié)果的記錄及保存功能，可供開展過程品質(zhì)追溯，并提供數(shù)據(jù)用于分析功能，幫助優(yōu)化涂裝流程和提高生產(chǎn)效率。

4 AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

該項(xiàng)技術(shù)目前已成功應(yīng)用于廣汽本田三工廠涂裝車間的密封膠自動化生產(chǎn)線，滿足對特定重點(diǎn)部位的涂膠品質(zhì)自動檢測功能，例如左右輪轂、電池包周邊、尾燈安裝位等等。實(shí)際應(yīng)用中，異常檢出率經(jīng)統(tǒng)計為100%，誤檢率為0%。該技術(shù)可通過AI智能質(zhì)檢模型的訓(xùn)練，不斷迭代升級，適用于行業(yè)內(nèi)整車各個部位的涂膠品質(zhì)自動檢測。AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)能夠提高生產(chǎn)線的自動化程度、減少人工檢查的工作量，并有效降低機(jī)器人涂膠異常導(dǎo)致的質(zhì)量問題和生產(chǎn)成本。通過結(jié)合人工智能和視覺傳感技術(shù)，該系統(tǒng)為涂裝車間提供了一種高效、精準(zhǔn)的質(zhì)量控制解決方案。

5 社會效益及未來展望

汽車制造業(yè)正處于一個深刻的變革時期，特別是隨著智能化、電氣化和自動化等新技術(shù)以及新質(zhì)生產(chǎn)力迭代發(fā)展。本文論述的AI智能質(zhì)檢系統(tǒng)的應(yīng)用需求將大幅度增長。同時，其穩(wěn)定的檢出率和極低的誤檢率，大大提高涂膠品質(zhì)保障的可靠性。推動汽車密封膠涂膠領(lǐng)域由制造自動化逐步邁向質(zhì)檢數(shù)字化，以提升制造業(yè)的智能化水平。AI智能系統(tǒng)已經(jīng)逐漸擴(kuò)大在汽車制造業(yè)的應(yīng)用范圍，在航空航天、精密電子、醫(yī)療器械等關(guān)鍵行業(yè)的推廣預(yù)示著一場行業(yè)性的質(zhì)量革命。通過AI提升質(zhì)檢效率，完成從傳統(tǒng)的人工檢測到智能化、自動化質(zhì)檢的躍遷，進(jìn)而促進(jìn)整個生產(chǎn)流程的智能化升級，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化步伐。

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