视觉检测在线监控在空调换热器生产中的运用研究

黄冬磊

格力电器（合肥）有限公司 安徽合肥 230088

空调用换热器是空调四大核心部件之一，相当于空调器的“肺”部，主要负责换热功能，其中冷媒在换热器中按照设计的流路进行流动，在流动过程中与外界空气进行热交换，从而实现空调的制冷（制热）效果。目前我国的家庭用空调主要是管翅式结构，其中管翅式换热器在焊接线焊接弯头时如何防止生产员工将弯头配错或者漏配、多配，一直是行业难点，本文主要基于视觉系统在焊接线的运用研究视觉防错手段对生产质量管控的影响。

1 行业内空调换热器焊接弯头的控制点及防错方法

1.1 空调换热器简介

家庭用房间空气调节器，即日常所说的民用空调，换热器是其核心部件，由于我国民用空调主要是分体式，即一个内机和一个外机配合使用，所以一套空调需要两个换热器部件，室内机的换热器称为“蒸发器”，室外机的为“冷凝器”，两者合称“两器”。

1.2 空调换热器焊接线装配弯头工序的关键控制点

两器组件主要在配套分厂生产，其中自动焊接线焊接两器弯头就是一道重要的工序。员工需在焊接之前按照图纸规范的顺序和位置将待焊接的小弯头依次配入到两器组件的喇叭口上，在通过火焰焊接的方式将弯头上的焊环熔化，实现弯头的在线自动焊接。如图1所示。

对于目前空调行业而言，消费者对空调的个性化要求越来越多，空调产品也衍生出越来越多的产品系列，空调换热器组件的种类也越来越多，不同组件对应的不同的弯头配法在员工在生产过程中极易因员工的疏忽，人员的更新，培训、点检的不到位造成弯头配错；而弯头配错如果未能及时在焊接工序前发现，流到后工序甚至装配成成品，则会导致整个空调系统无法正常运行的严重后果，严重的会造成批量市场召回的恶劣影响。

如图2、3所示，在焊接线体如果弯头配错极易造成后工序相应其他管路件相应的配错，最终导致整个换热器回路逻辑发生改变甚至堵塞，轻则造成系统能效不达标，严重可能导致空调系统爆炸等恶劣影响。

1.3 行业内弯头防错的控制方案

目前空调行业在焊接线生产换热器组件焊接弯头主要的生产方式还是通过人工控制，即焊接前对照图纸做首检，焊接第一件样件待参考，过程中工序间自互检控制。此种方式最大弊端是如果首检出错，将出现批量配错异常，同时靠人工记忆，检验存在不可靠性，不稳定性，极易出现错配、漏配的情况。

2 智能在线监测技术的研究与应用

2.1 传统生产模式的弊端

以我司实际生产为例（由于涉及商业机密，本文中数据有修改，并非实际生产数据），配套分厂焊接线因弯头配错、漏配等问题导致的返修量居高不下，一方面是由于生产进入旺季，老员工流失和新员工不熟悉，另一方面也是因为仅靠员工记忆弯头配法在实际生产中往往会由于员工的注意力不集中，掉线等问题而变得不受控，为分厂带来了人力物力及生产材料、工时管理上的多种浪费。表1～3是公司内部配套分厂某年内三个月仅对于配弯头问题的零缺陷记录汇总。

2.2 新型在线监测方法的方案研究与运用

如图4、5所示，本方案首先使用摄像装置采集标准样板配法并录入到系统里作为比对模板，给与标准模板以编号，使编号与物料编码一一对应，使得生产时可以通过系统快速找到对比模板；

输入模板编码后，防错监测装置要根据事先设定好的程序自动调整高度和摄像头焦距，使得拍摄对应产品时清晰；

员工在确认生产某种机型后在检测系统上输入对应编码，监测系统快速自动调节好后开始比对实际流过摄像区域的两器弯头，对于比对结果一致的，即判定为合格，系统显示“OK”，设备无动作，流水线正常运转；对于比对结果不一致的，即判定不合格，系统显示“NG”，设备发出警报声，警示灯闪烁，提醒员工有弯头配法有异常。

当需要切换产品时，员工通过显示屏或按键设置对应产品编码，即可快速切换。

引入识别检测系统后通过导出系统内的数据可以直观分析出各条线体的生产情况（由于涉及商业机密，本文中数据有修改，并非实际生产数据），通过数据可以看出弯头漏配、错配情况非常普遍，且可以通过识别系统有效检出。检出情况如表4所示。

图1 两器生产车间里的焊接线配弯头工序

图2 小弯头配错(上方换热器配阀正确下方错误)

图3 小弯头配错导致管路小管焊错

3 结论

通过视觉检测技术在空调换热器生产上的研究结果表明，视觉检测技术可以大幅降低生产的错漏率及返修率，提高产品品质和可靠性，视觉检测技术在其他行业已经广泛使用，但其在空调换热器上的运用尚属待开发阶段，业内视觉检测技术已经趋于成熟，利用高速相机拍摄比对的方案可以有效提高换热器弯头漏配、错配检出率，对空调企业产品质量提升，降低返修报废有非常重要的意义，同时本文中所介绍的换热器焊接防止弯头配错视觉检测装置也已经申报了专利保护，专利名称：一种换热器弯头配法在线自动检测装置，专利号：ZL201210311604.9。这种检测方法可以供更多的业内企业参考，提高换热器产品生产的合格率，减少报废和返工，通过自动识别杜绝靠人工记忆的方式，提高产品质量和一致性。

表1 配套分厂xx年a月份弯头配错、漏配等零缺陷考核报表

表2 配套分厂xx年b月份弯头配错、漏配等零缺陷考核报表

表3 配套分厂xx年c月份弯头配错、漏配等零缺陷考核报表

表4 配套分厂一周内检出弯头漏配、配错情况汇总

图4 视觉检测仪实际在换热器焊接线上运用

图5 视觉检测仪在通过捕捉图像检测弯头是否配错或漏配