摘 要:在進(jìn)行汽車板鋅鍍層特性檢測時,人工檢測工作效率低、失誤概率高且安全性差.通過 增配機(jī)器人、計算機(jī)視覺自動識別系統(tǒng)、刻碼系統(tǒng)、掃碼系統(tǒng)等自動化設(shè)備,實現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動化 和汽車板鋅鍍層特性的智能檢測.結(jié)果表明:該智能檢測方法不僅可提高工作效率,還能降低質(zhì)量 風(fēng)險,有效提高檢測質(zhì)量.
關(guān)鍵詞:汽車板;鋅鍍層特性;智能檢測
中圖分類號:TM９３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０２０)０１Ｇ００３２Ｇ０２
隨著“工業(yè)４．０”和“中國制造２０２５”的深入開 展,國內(nèi)外智能化實驗室的建設(shè)和智能化設(shè)備的研 制正在蓬勃進(jìn)行中.伴隨智能化技術(shù)在各行業(yè)的全 面推廣,鋼鐵廠智能化機(jī)組和實驗室將改變傳統(tǒng)的 生產(chǎn)模式,把操作人員從惡劣的工作環(huán)境、重復(fù)的作 業(yè)操作和流水性作業(yè)模式中解放出來.筆者針對鋼 鐵廠鍍鋅成品機(jī)組生產(chǎn)的汽車板鋅鍍層的特性檢測 提出了一種智能檢測方法,以提升檢測效率、減少質(zhì) 量事故和安全事故[１Ｇ５].
１ 汽車板鋅鍍層特性檢測現(xiàn)狀
目前大多數(shù)鋼鐵廠對鍍鋅成品機(jī)組生產(chǎn)的汽車 板鋅鍍層特性的檢測一般按照工藝要求進(jìn)行,即先 將切割的大樣板人工搬運(yùn)至進(jìn)行大樣板再加工和鋅 鍍層特性檢測的實驗室,再使用剪板機(jī)將大樣板加 工成用于鋅鍍層特性檢測的試樣,最后進(jìn)行鋅鍍層 特性檢測.
在進(jìn)行大樣板再加工的過程中,需人工在各試樣 上標(biāo)識基本信息.通常使用圓片沖床機(jī)沖出圓片狀 試樣,再送至實驗室進(jìn)行鋅鍍層質(zhì)量、合金含量及鋅 鍍層厚度等檢測.同時使用剪板機(jī)剪出用于鋅鍍層 附著力檢測的試樣,經(jīng)一定角度的沖壓彎曲變形后, 再將變形部位壓平,然后對其表面進(jìn)行反射率檢測, 得到相應(yīng)的鋅鍍層特性結(jié)果并上傳到系統(tǒng)中.此外, 在進(jìn)行鋅鍍層表面粗糙度檢測時,需先用粗糙度標(biāo)塊 對檢測設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定.對于汽車零件制造用鋼,需模 擬汽車零件的沖壓過程來進(jìn)行表面缺陷檢測,即將試 樣進(jìn)行沖壓,然后取出邊打磨邊進(jìn)行檢測.
上述檢測過程均為人工操作,操作人員不僅存 在安全風(fēng)險,其操作水平也會直接影響檢測結(jié)果.
這種檢測方法存在工作效率低及失誤概率高、安全 性差等問題.
２ 一種汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法
汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法可以通過鍍鋅 成品機(jī)組出口取樣、試樣加工和試樣輸送的自動化 和檢測過程、系統(tǒng)監(jiān)控等環(huán)節(jié)的自動化來綜合實施. 以下以某生產(chǎn)汽車板的鍍鋅成品機(jī)組為例介紹一種 汽車板鋅鍍層特性智能檢測方法.
２．１ 試樣制備
在鍍鋅成品機(jī)組出口取樣車旁配置一臺搬運(yùn)機(jī) 器人,將大樣板從取樣車抓取至大樣板放置平臺,再 通過運(yùn)輸平臺送至自動切割設(shè)備處.待加工的大樣 板需要進(jìn)行規(guī)格和基本信息的核對,采用測厚儀等 設(shè)備對大樣板進(jìn)行信息核對.為使待加工的大樣板 和檢測用的試樣保持實物與信息的一致,采用自動 貼標(biāo)識機(jī)或自動刻碼標(biāo)識機(jī)在大樣板和試樣上增加 信息標(biāo)識.
在自動切割設(shè)備旁新增一臺抓取機(jī)器人,可將 加工后的試樣取出,通過運(yùn)輸鏈送到鋅鍍層特性檢 測設(shè)備的待檢測工位上.廢料則通過機(jī)械抓手抓取 入廢料筐并定時由車輛移出實驗室.
２．２ 汽車板鋅鍍層特性智能檢測
實現(xiàn)汽車板鋅鍍層特性智能檢測,需要連通各 檢測設(shè)備與檢測信息系統(tǒng)的通訊接口,從而自動顯 示各汽車板鋅鍍層特性檢測項目、試樣數(shù)量和檢測 要求等.根據(jù)檢測要求,可先選擇性對試樣進(jìn)行自 動清潔和涂油,再進(jìn)行鋅鍍層特性檢測,如附著性檢 測和粗糙度檢測等.再通過視覺自動識別系統(tǒng),與 系統(tǒng)里預(yù)先設(shè)定的等級要求進(jìn)行自動比對后,進(jìn)行 等級判斷并上傳至對應(yīng)的生產(chǎn)檢測過程系統(tǒng).其中 視覺自動識別系統(tǒng)的試樣照片、等級判斷結(jié)果、噴印 代碼、檢測數(shù)據(jù)等、要進(jìn)行保存和上傳,作為原始記 錄以備后期查用.
２．３ 檢測信息系統(tǒng)化
智能化系統(tǒng)具有生產(chǎn)檢測過程系統(tǒng)化、智能大 數(shù)據(jù)屏幕顯示、虛實結(jié)合數(shù)字化和手機(jī)應(yīng)用同步等 全方位支持功能.
生產(chǎn)檢測過程系統(tǒng)化包括試樣接收管理、大樣 板尺寸檢測、大樣板裁剪、處理試樣委托指令下發(fā)、 試樣輸送、試樣交接、試樣登記、試樣加工、試樣檢 測、檢測數(shù)據(jù)審核、備樣管理、廢樣管理等功能.通 過試樣管理、質(zhì)量管理、規(guī)范管理、備樣管理,跟蹤、監(jiān)控和整理各類檢測結(jié)果,以保證檢測數(shù)據(jù)的可靠 性,并與檢測、生產(chǎn)控制和數(shù)據(jù)收集等系統(tǒng)保持實時 通訊,以確保數(shù)據(jù)發(fā)布和存儲的及時性.
根據(jù)場地條件增設(shè)高清攝像頭和大數(shù)據(jù)屏幕顯 示,實時顯示生產(chǎn)檢測過程關(guān)鍵點畫面且能進(jìn)行畫 面放大和切換,從而實現(xiàn)對檢測過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控和 報警.
增加虛實結(jié)合的數(shù)字化功能,將現(xiàn)實環(huán)境以數(shù) 字化形式準(zhǔn)確呈現(xiàn),實現(xiàn)現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境的無 縫連接,以模擬、仿真、分析現(xiàn)實環(huán)境中發(fā)生的問題.
借助網(wǎng)絡(luò)平臺開發(fā)手機(jī)應(yīng)用功能,方便核心人 員和監(jiān) 控 人 員 實 時 掌 握 檢 測 數(shù) 據(jù) 和 檢 測 設(shè) 備 的 狀態(tài).
２．４ 配套保障
在安全環(huán)保方面,機(jī)器人活動區(qū)域外圍加裝安 全圍欄并配備手動操作設(shè)備,使操作人員可以在安 全圍欄外操作.自動切割機(jī)、自動氣送運(yùn)輸管道和 自動導(dǎo)引運(yùn)輸車(AGV)等設(shè)備配置降噪功能,噪聲 控制在７０dB以下,以滿足室內(nèi)安全作業(yè)要求.
在節(jié)能環(huán)保方面,自動化設(shè)備配備有在運(yùn)行過 程中需要的電源、光源、氣源和激光源等,以及生產(chǎn) 中產(chǎn)生的廢氣、粉塵等配套除塵回收裝置.
在試樣運(yùn)輸方面,尺寸合適的廢樣收集筐和分 類放置 的 檢 測 備 樣 均 通 過 軌 道 自 動 運(yùn) 輸 出 試 驗 區(qū)域.
在設(shè)備運(yùn)行方面,當(dāng)主流水線因故障停下時,機(jī) 組出口處大樣板會自動被取下進(jìn)行標(biāo)識并通過機(jī)器 臂放置在緩存平臺上.原來的人工操作設(shè)備可放置 在附近區(qū)域備用,汽車板鋅鍍層的關(guān)鍵檢測項目需 同時具備手動和自動操作功能,并由設(shè)備商安排點 檢維護(hù)人員以保證設(shè)備正常運(yùn)行.
在安裝調(diào)試方面,需在離線單體設(shè)備調(diào)試到位 后,再進(jìn)行各設(shè)備間的在線聯(lián)合調(diào)試.安裝調(diào)試前, 需根據(jù)在線機(jī)組生產(chǎn)計劃制定安裝調(diào)試計劃、時間 節(jié)點和應(yīng)急措施,以避免影響正常生產(chǎn)檢測工作.
３ 結(jié)束語
鋼鐵廠汽車板鍍鋅成品機(jī)組出口的運(yùn)輸、加工、 檢測過程,在保留原有功能的基礎(chǔ)上,通過合理布 局,適當(dāng)增配機(jī)器人、計算機(jī)視覺自動識別系統(tǒng)、刻 碼系統(tǒng)、掃碼系統(tǒng)等自動化設(shè)備,使生產(chǎn)線上大樣 板 抓取、大樣板尺寸檢測、試樣加工及標(biāo)識、試樣自動檢測、試樣自動判斷及結(jié)果自動上傳等環(huán)節(jié)全自 動化,實現(xiàn)了汽車板鋅鍍層特性的智能檢測.
該汽車板鍍鋅層特性智能檢測方法不僅可節(jié)約 檢測時間、提高檢測效率,還能消除由檢測人員技能 不足、責(zé)任心不強(qiáng)、操作和判斷失誤等引起的標(biāo)簽誤 貼、結(jié)果誤判、數(shù)據(jù)誤輸及檢測誤差等問題,提高檢 測質(zhì)量,提升實驗室的智能化水平.
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