华晨宝马的“汽车板成型智能监测系统”。王雁摄
9月1日,第二十四届中国国际装备制造业博览会在沈开幕。在沈阳市职工创新成果展的展台上,华晨宝马的“汽车板成型智能监测系统”,吸引了不少参观者驻足。一块平平无奇的汽车钢板经过冲压模具瞬间挤压,变成车门、引擎盖。与此同时,钢板拉伸开裂,一直是汽车制造行业的共性痛点。过去全靠老师傅凭经验判断,发现缺陷时往往已经产生报废零件。来自华晨宝马的郭迎亮团队扎根生产一线,把工匠经验转化为数字化能力,让冲压生产可以边生产、边感知、边修正,为汽车车身制造装上了一套智能防护系统。
把“黑箱”变成“透明”
冲压是汽车生产的第一道工序,相当于为汽车锻造一副“钢筋铁骨”。钢板在模具里被拉伸成型,但开裂、起皱一直是绕不开的老问题。过去生产主要靠工人肉眼检测,发现开裂后停机,由老师傅凭经验调整参数,再试压确认合格后恢复生产。一旦出现批量缺陷,就会产生大量报废钢板,耽误生产节奏。
这套模式最大的短板在于,依赖个人经验,很难稳定复制,每一批钢板材质有微小波动,车间环境温度、模具状态随时在变化,同样参数上次生产合格、这次就可能开裂。更棘手的是,钢板在模具内部成型的过程中完全被封闭,肉眼根本看不到材料怎么流动,等零件拿出来,缺陷已经形成。
郭迎亮团队要做的,就是给这个“黑箱”开一扇窗。他们在冲压模具周围部署四台5000万像素高清工业相机,对拉延成型后的工序件实时在线拍摄,系统以1毫米的识别精度扫描每一个复杂冲压件,3秒内完成数据分析和结果输出。但光“看见”还不够,团队要的是“边生产、边干预”。
真正的难点在于闭环控制。冲压设备原有控制系统不对外开放,想要做到生产过程中实时修正,必须打通数据链路。郭迎亮团队联合沈阳工业大学等技术力量,自主研发基于AI视觉识别与数字孪生技术的智能质量检测系统。系统实时扫描零件轮廓,与极限样件进行比对。极限样件就是两套实物样板,一套是尺寸偏差上限,一套是偏差下限,相当于两条警戒线。一旦实测轮廓靠近警戒线,不等变成废品,系统就自动触发干预,通过分区控制钢板四周的压紧力度,哪里材料跑太快就压紧一点拦住它,哪里材料拉扯太紧容易裂就松一点、放行,把钢板各个位置的流动速度调回合理状态,让冲压出来的零件尺寸回到图纸允许的误差之内。
让问题止于冲压线
据介绍,这套系统已经在宝马沈阳里达工厂冲压生产线落地运行,用于车身覆盖件拉延工序在线监测与闭环调控,经受多批次不同材质汽车板生产考验,运行稳定。相比传统人工轮检,系统采用多线程实时检测机制,检测准确率逐步趋近100%。冲压件表面缺陷和尺寸偏差可实现全自动闭环判定,构建起“无人干预、实时预警、精准拦截”的质量防线。郭迎亮说,这套系统的核心价值,是把工匠从重复劳动中解放出来,将工匠经验转化为AI算法参数和标准。
更重要的是,过去靠人眼抽检,缺陷件有可能漏检流入下一道工序;现在系统在线实时监测,缺陷无处遁形。每辆宝马汽车的车身覆盖件,都经过这套“智慧眼睛”的严格把关。真正的匠心,不是守着老经验不动,而是把隐性的手艺变成显性的标准,让一个老师傅的本事变成人人都能用的能力。沈阳市总工会以“沈阳工匠日”为牵引,持续为产业工人创新创造铺路架桥,让更多一线创新从车间走向更广阔的舞台。
沈阳日报、沈报全媒体记者 刘子建