随着工业物联网的蓬勃发展，基于人工智能的机器视觉技术已广泛应用于工业自动化生产领域。有着38年风机生产历史、致力于研发制造高中端通风设备的广东肇庆德通有限公司（以下简称：“德通风机”）积极顺应发展趋势，尝试运用智能化手段来改进风机制造流程，提升产品质量，降低总拥有成本。

   作为风机制造的核心工序，焊接直接决定风机的质量和美观。但传统人工焊接方法不仅技术性要求高，焊接质量和一致性也难以保证，加之日益增长的人工成本，促使德通风机寻求更智能化的方案应对上述挑战。

   工业自动化和智能化龙头企业无锡信捷电气股份有限公司（以下简称：“信捷电气”）基于先进的X-SIGHT 3D机器视觉焊接解决方案，为德通风机打造了全新的自动化智能焊接平台，为AI机器视觉技术与传统制造业融合创造最佳实践。

闭环架构，实现焊接流程自动化

   信捷电气提供的3D机器视觉焊接解决方案主要由智能相机、视觉处理平台以及焊接系统三部分构成。当叶轮等焊件进入焊接工序时，只需将焊件置于变位机上夹紧固定，并在工业控制器上输入产品型号，即可一键启动，实施焊接。

▲3D机器视觉焊接解决方案系统架构

   激光引导系统使用智能相机对叶轮等曲面器件进行三维扫描，并在多次拍摄后生成大量点云数据，这些分布在空间中的非机构化数据是精准描述焊件表面特性以及焊缝位置的关键。点云数据经过预处理后，被送往部署在边缘服务器中的视觉处理平台进行实时运算处理，快速识别焊缝，拟合出合适的3D焊接轨迹并传送至焊接系统，用以“指导”焊接。同时，系统还能自动识别前道叶片定位工序造成的偏差，给出最佳轨迹补偿。

软硬协同，实现更高效的视觉处理能力

   信捷电气提供的3D机器视觉焊接解决方案，在不同节点按需引入多种基于英特尔® 架构的软、硬件产品和技术，提升视觉处理能力。

   在视觉采集端，信捷电气智能相机搭载了英特尔® 凌动™ 处理器及英特尔® FPGA。既能提供丰富的图形效果支持和强有力的I/O 集成功能，又能对3D扫描中产生的巨量点云数据进行高效采集以及精确的视觉定位。

   在边缘服务器中，信捷电气提供了搭载英特尔® 酷睿™ i5/i7处理器的视觉处理平台，能为计算密集型工作负载提供强大的运算和扩展能力，平台对实时计算进行了调优，进一步提升自动焊接过程中机器视觉引导的响应速度。

   此外，新方案还提供了优异的计算机视觉库工具，引入了OpenVINO™ 工具套件，对传统图像处理库的指令集进行了全方位优化，同时融合优化视觉库、英特尔® Media SDK等组件，对焊接轨迹精度、焊接变形控制能力的提升发挥了关键性作用。

提质增效，新方案优势明显

相较传统焊接技术，新方案展现出多项优势：

   · 焊接效率更高。新方案可以 7*24 小时不间断地提供高速、稳定的焊接能力，德通风机内部估算数据表明，在同样检测标准下，智能焊接的效率可比人工提升50%；

   · 焊接精度更高，变形量更低。如下图所示，通过新方案焊接的部件，焊缝无需打磨，节省了整道打磨工序的时间和人工成本；

   · 系统操作简单。一人可以操作多台设备，同时减少了对熟练技工和高级机器人编程工程师的依赖，可降低约70%的人工成本。

新方案焊接效果示意

柔性生产，智慧工厂未来可期

   在德通风机的规划中，公司新一代的智能化信息系统将由更精准化的智能生产系统和更全景化的数据洞察能力构成，并以此为基础，最终达成柔性生产的目标。而3D机器视觉智能焊接方案的部署，就是面向这一目标跨出的关键性第一步。新方案部署完成后，不仅有效降低了劳动强度和人力成本，而且大幅扩展了各工种的复用性。

   面向未来，德通风机将与信捷电气继续合作，引进更多先进的智能技术设备和解决方案，并将智能焊接方案扩展到更多产品线中，打造更高品质、更高性能、更灵活开放的柔性生产线，进而可以根据生产需求快速、灵活地调配产品和产能，实现企业的核心竞争力和品牌形象的提升，步入更高端的市场领域。