Một con ốc hở trên vỏ pin xe điện trông nhỏ — cho đến khi thiếu một con.
Một vỏ pin có hàng trăm ốc vít hở: đai ốc tán đinh, đai ốc hàn, bu lông khóa. Tất cả lắp bằng tay. Thiếu một con, hoặc một con chưa siết chặt, nhẹ thì thêm một lần sửa trên dây chuyền — nặng thì hỏng lắp đặt tại khách hàng. Đó chính là vấn đề mà dự án vỏ pin của một hãng xe điện lớn (dự án E311) gặp phải, và bài này dựng lại cách giải quyết.
Dưới đây là hồ sơ giao hàng của một máy kiểm tra ốc vít hở bằng thị giác 3D mà Zhongbai Robot cung cấp hệ chuyển động. Tên khách hàng cuối được giấu theo thông lệ; mọi số liệu lấy từ tài liệu dự án.
1. Vấn đề không phải "kiểm tra khó" — mà là kiểm tra thủ công không theo kịp
Vỏ pin E311 mang 251 ốc vít hở (biến thể E311-500): 95 đai ốc tán đinh M5 trên nắp trước, 9 trong khoang điện, 12 đinh tán mù, 26 đai ốc hàn M8, 10 đai ốc trên tấm chắn, 73 bu lông M6 và 26 bu lông M8 ở tấm đáy, v.v.
Từ khi sản xuất hàng loạt đã có 35 sự cố chất lượng thiếu hoặc chưa siết chặt ốc vít, trong đó 5 sự cố lọt tới khách hàng cuối và gây khiếu nại lắp đặt. Để chặn, đã thêm ba công đoạn kiểm tra thủ công — 7 công nhân sản xuất, 4 kiểm tra viên GP12 và 4 kiểm tra viên đầu vào của khách hàng — mỗi người tốn 2–3 phút mỗi chi tiết để lật và đánh dấu.
Vấn đề cốt lõi: 251 ốc vít, lắp hết bằng tay. Ở khối lượng đó, sót ốc trong kiểm tra thủ công là vấn đề xác suất, không phải thái độ. Ba công đoạn kiểm tra là nhân lực, không phải giải pháp.
2. Vì sao việc này khó: kích thước lớn, hai mặt, lệch mức milimét
Độ khó không ở một chiều — mà ba thứ chồng lên nhau.
- Chi tiết lớn: vỏ E311-500 / E311-400 khoảng 1472 × 1689 mm, biến thể 541 tương thích khoảng 1990 × 1500 mm;
- Nhiều đặc điểm trên hai mặt: mặt trước có đai ốc tán M5, đai ốc hàn M8, ống lót và đinh tán mù; mặt sau có bu lông M6, đai ốc M6/M8 và đai ốc khóa tai giữa — chi tiết phải lật và kiểm tra cả hai mặt;
- Lệch nhỏ: hai ống lót trên thanh ngang có thể lệch mức milimét, phải bắt được.
Chi tiết lớn nghĩa là trục cần hành trình cỡ 2,5 mét. Lệch milimét nghĩa là độ lặp của trục phải chặt, nếu không chính mốc đo của camera cũng trôi.
3. Kiến trúc: hai cổng trục độc lập, mặt trước và mặt sau kiểm tra riêng
Giải pháp dùng hai máy kiểm tra độc lập, mỗi mặt một máy, theo dòng: nạp → định vị → quét mã → kiểm tra mặt trước → lật → định vị → kiểm tra mặt sau → tháo. Cụm lật và băng tải tận dụng dây chuyền sẵn có; Zhongbai giao các đoạn kiểm tra (nạp, định vị, quét, kiểm tra), điện và cải tạo một phần do hai bên phối hợp.
Mỗi máy xoay quanh một robot cổng trục mang camera quét dòng 3D, kiểm tra từng ốc về sự hiện diện, độ ngồi, sự hiện diện lỗ và đinh tán. Khung là cột cộng cổng trục, tủ điện và tủ thị giác bằng kim loại tấm, bao quanh bằng lưới nhôm định hình với rèm sáng an toàn trước sau.
4. Sơ đồ chuyển động: thanh răng-bánh răng X/Y, vít me bi Z, xoay R
Đây là chỗ thể hiện rõ nhất năng lực tích hợp phi tiêu chuẩn. Chi tiết lớn cộng kiểm tra mức milimét đòi "hành trình dài, chạy mượt, dừng chuẩn" — cả ba cùng lúc.
- X/Y trên mô-đun thanh răng-bánh răng: hành trình 2500 mm theo X/Y, ghép từ ray dẫn hướng HGR25, thanh răng M2 và hộp giảm tốc. Thanh răng-bánh răng giữ độ cứng và độ lặp trên hành trình dài mà không bị sai số tích lũy như đai dài;
- Z trên mô-đun vít me bi: hành trình 600 mm, đưa camera lên xuống cho tương thích trường nhìn, khả năng tự hãm của vít giúp trục giữ vị trí;
- Trục xoay R: đổi góc camera, phối hợp với Z để chạm tới đặc điểm ở các vị trí khác nhau;
- Độ lặp ±0,05 mm, tải đầu cuối ≤10 kg, kèm công tắc hành trình, máng cáp và chân đế.
Hai máy chạy tổng 8 trục (X/Y/Z/R × 2), dưới một hệ điều khiển.
5. Sơ đồ thị giác: quét dòng 3D + đọc mã + thuật toán tự phát triển
Kiểm tra dùng camera quét dòng laser 3D Hikvision (kèm ống kính, ánh sáng cấu trúc LED và bộ điều khiển); camera đọc mã chỉ lắp trên máy kiểm tra mặt trước. Quét 3D chạy khoảng 100 mm/s, giảm khi cần vì độ ổn định chuyển động để giữ nhịp tổng.
Phần mềm và thuật toán do chúng tôi tự phát triển, với mô hình kiểm tra cho các biến thể E311-500, E311-400 và 541. Dữ liệu kiểm tra lưu tự động ít nhất một tháng kèm sao lưu định kỳ, kết quả quét có thể chuyển sang MES.
6. Sơ đồ điều khiển: PLC Inovance + 8 trục servo + EtherCAT
Điều khiển dùng PLC Inovance H5U với servo SV630N 400W (8 trục X/Y/Z/R) và động cơ ISMH, HMI 10 inch, qua EtherCAT. Điện mạch lực và mạch điều khiển đi máng riêng, tủ điện chính và tủ thị giác độc lập.
7. Thông số chính và tiêu chí nghiệm thu
| Mục | Giá trị / yêu cầu |
|---|---|
| Hành trình cổng trục | X/Y 2500 mm, Z 600 mm |
| Độ lặp | ±0,05 mm |
| Tải đầu cuối | ≤10 kg |
| Tốc độ quét 3D | khoảng 100 mm/s |
| Truyền động | X/Y thanh răng-bánh răng, Z vít me bi, R xoay |
| Nhịp | 15 JPH |
| Độ sẵn sàng | ≥90% |
Nghiệm thu theo thỏa thuận kỹ thuật ký cuối, năm chỉ số cốt lõi: nhận diện sự hiện diện ốc 100%; độ ngồi đúng ≥99,97%; đọc mã 100%; nhịp 15 JPH; độ sẵn sàng ≥90%.
8. Vì sao giải pháp được xây dựng như vậy
Mỗi lựa chọn gắn với một ràng buộc kỹ thuật cụ thể:
- Cổng trục thay vì ma trận camera cố định: chi tiết vuông 1,5 mét với đặc điểm trải hai mặt khiến ma trận camera đắt và khó bảo trì; một cổng trục 2,5 mét phủ cả mặt, biến thể sản phẩm mới chỉ cần thuật toán mới, không cần cơ cấu mới;
- Thanh răng-bánh răng thay vì đai trên X/Y: trên 2500 mm, thanh răng cho độ cứng, giữ vị trí và độ nhất quán đường dài tin cậy hơn, tránh suy giảm sức căng và sai số tích lũy của đai dài;
- Vít me bi trên Z cộng xoay R: Z phải dừng chuẩn và giữ được, hợp với khả năng tự hãm của vít; R xử lý góc camera và giảm phụ thuộc hướng đặt chi tiết;
- Quét dòng 3D thay vì quét diện 2D: ốc là phép đánh giá "có hay không" và "ngồi đúng hay không", lệch độ cao mức milimét (ống lót nhô khỏi thanh ngang) chỉ bắt đáng tin cậy trong 3D.
9. Vai trò của Zhongbai trong máy này
Zhongbai Robot giao thân máy và hệ chuyển động: cổng trục, thanh răng-bánh răng X/Y, mô-đun vít me bi Z, trục xoay R và các công tắc hành trình, máng cáp, chân đế đi kèm. Thị giác, điện và điều khiển do dự án tích hợp tổng thể. Máy giao trong 8–10 tuần với bảo hành 12 tháng từ SAT.
Đây là định vị nhất quán của Zhongbai: không làm tổng thầu cả dây chuyền, mà là đối tác làm "hành trình dài, độ chính xác cao, chuyển động phi tiêu chuẩn" trở nên chắc chắn, để nhà tích hợp và khách hàng cuối ráp nên cả máy.
Nếu bạn đang chế tạo máy kiểm tra chi tiết lớn, gắp-thả hoặc chuyển và cần cụm chuyển động phi tiêu chuẩn hành trình dài, độ chính xác cao — liên hệ chúng tôi với hành trình, tải trọng, độ chính xác và nhịp. Xem dòng mô-đun thanh răng-bánh răng và mô-đun vít me bi kín hoàn toàn.
Thông số đầy đủ và hỗ trợ chọn — tải catalog Zhongbai (PDF).