现场环境昏暗，夏季温度超过45摄氏度，遍布机械设备，人工检测存在极大的安全隐患。现场环境如下图所示：

图1  湛江工厂钢卷现场环境

图2 湛江工厂钢卷流水线情况

一、系统说明

钢卷检测系统的安装施工分为四个部分，分别是机械结构设计原装，硬件选型配置，软件和算法开发，整机调试运行。该款检测系统可以检测的内容如下表

表3  钢卷检测系统的功能

二、机械结构设计与安装

钢卷检测系统采用机器人装载图像传感器和三维传感器进行检测。机器人采用滑轨底座，增加机器人的活动范围。当安装环境不满足直接使用地轨时候，可进行吊装，需新建门型架等组件用于机器人的安装。

图3  机械设计与安装图示

图4  机器人安装位置图示

三、传感器等硬件配置情况

检测系统主要硬件由以下组成，如下表所示：

表1 检测系统硬件组成

1. 三维检测流程

1）机器人末端负载传感器沿箭头所指半径方向做圆周运动，传感器距离被检测物体距离350mm，扫描范围180mm；

2）机器人负载传感器需到达距离圆心500mm-1020mm的位置，距离被测物350mm；

3）对于最大尺寸工件，内径506mm ，外径2100mm，需要扫描的范围为(2100-506)/2 = 797mm，设计扫描范围为880mm，设计5mm重复区域 ，对于最大尺寸的工作需要扫描的圈数为5圈。

图5  三维检测流程示意图

四、软件架构与算法

钢卷检测系统的整体软件架构如下图所示，软件可实现钢卷条码与字符识别，钢卷端面的缺陷检测以及通讯接口的流通。

图6 钢卷检测软件架构

视觉检测软件部分，集成了视觉检测算法与机器人（包括地轨）的控制，分别于现场总线通讯以及于中控制电脑通讯，自动完成检测流程。如图12所示：

图7 视觉检测软件页面

中控室软件起到总控以及显示的作用，可以随时监控监测系统的工作状态以及检测的结果。如下图所示：

图8 中央控制室总控软件页面

五、安装调试进度

安装检测系统时需要产线输送设施配合，所以需要停产检修配合。不同需方情况不一样，具体方案将根据需方实际情况进行定制。

钢卷检测系统由专业工程师在现场进行安装与调试。钢卷检测系统调试期间，根据现场情况，若现场存在易燃易爆等风险或者现场环境恶劣，则需要安排停机配合，时间为5到7天。

表2  安装调试进度安排

六、系统投资回报分析

上线一台三维视觉高精度检测系统的投资金额在30到300万之间，根据待检测零件的精度要求，检测的内容，工件尺寸，检测速度的要求，传感器选型和配套的机械手配置不同而变化。

三维三维视觉高精度检测系统投资内容如下表所示：

表格3 投资预算

系统上线后，原先的人工检测方式将完全由检测系统代替，原来进行检测的技术人员可以在中央控制室值班，对检测系统呈报的实时数据进行监测，大大减少了技术人员的工作强度，彻底解决了相关技术人员招工困难，岗位流动性大的重大需求。另外，该系统可以实现24小时不间断检测，对所有产品进行全部检测，大大减少了缺陷的漏判率，提升了生产线产品的品质。

以冷轧厂钢卷检测区域为例，原有人工检测方式，相关岗位招工困难，且流动性非常大，每年相关岗位的培训、招聘和人员福利的花费多达200万元，上线机器人系统后，相关岗位的培训，招聘和人员福利费用可以下降一半以上，之间减少资金投入100万元以上。同时，原有人工检测方式，缺陷产品有很大可能流入最终客户，每一个缺陷钢卷流入客户最终将造成人力物力方面的损失多达20万元，平均每年都会发生因为不良品流入市场造成的客户投诉10余起，直接经济损失200余万。机器人检测系统上线后，客户投诉时间频率将下降一半以上，减少直接经济损失100万元以上。以上线一套机器人检测系统的费用200万元计算，平均投资回收期在半年左右。