摘 要:在進(jìn)行汽車板鋅鍍層特性檢測時(shí),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(jì)算機(jī)視覺自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、刻碼系統(tǒng)、掃碼系統(tǒng)等自動(dòng)化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動(dòng)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(xiǎn),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(hào):TM９３                       文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A                              文章編號(hào):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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí),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(xiǎn),其操作水平也會(huì)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(dòng)化 和檢測過程、系統(tǒng)監(jiān)控等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化來綜合實(shí)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(tái)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(tái),再 通過運(yùn)輸平臺(tái)送至自動(dòng)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(shí)物與信息的一致,采用自動(dòng) 貼標(biāo)識(shí)機(jī)或自動(dòng)刻碼標(biāo)識(shí)機(jī)在大樣板和試樣上增加 信息標(biāo)識(shí). 

    在自動(dòng)切割設(shè)備旁新增一臺(tái)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(shí)由車輛移出實(shí)驗(yàn)室.

    ２．２ 汽車板鋅鍍層特性智能檢測 

    實(shí)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(dòng)顯 示各汽車板鋅鍍層特性檢測項(xiàng)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(dòng)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(dòng)識(shí)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(dòng)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(dòng)識(shí)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(shí)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(shí)時(shí) 通訊,以確保數(shù)據(jù)發(fā)布和存儲(chǔ)的及時(shí)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(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)檢測過程關(guān)鍵點(diǎn)畫面且能進(jìn)行畫 面放大和切換,從而實(shí)現(xiàn)對檢測過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控和 報(bào)警. 

    增加虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字化功能,將現(xiàn)實(shí)環(huán)境以數(shù) 字化形式準(zhǔn)確呈現(xiàn),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境的無 縫連接,以模擬、仿真、分析現(xiàn)實(shí)環(huán)境中發(fā)生的問題. 

    借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開發(fā)手機(jī)應(yīng)用功能,方便核心人 員和監(jiān) 控 人 員 實(shí) 時(shí) 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(dòng)區(qū)域外圍加裝安 全圍欄并配備手動(dòng)操作設(shè)備,使操作人員可以在安 全圍欄外操作.自動(dòng)切割機(jī)、自動(dòng)氣送運(yùn)輸管道和 自動(dòng)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(dòng)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(dòng) 運(yùn) 輸 出 試 驗(yàn) 區(qū)域. 

    在設(shè)備運(yùn)行方面,當(dāng)主流水線因故障停下時(shí),機(jī) 組出口處大樣板會(huì)自動(dòng)被取下進(jìn)行標(biāo)識(shí)并通過機(jī)器 臂放置在緩存平臺(tái)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(xiàng)目需 同時(shí)具備手動(dòng)和自動(dòng)操作功能,并由設(shè)備商安排點(diǎn) 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(jì)劃制定安裝調(diào)試計(jì)劃、時(shí)間 節(jié)點(diǎn)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(jì)算機(jī)視覺自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、刻 碼系統(tǒng)、掃碼系統(tǒng)等自動(dòng)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(shí)、試樣自 動(dòng)檢測、試樣自動(dòng)判斷及結(jié)果自動(dòng)上傳等環(huán)節(jié)全自 動(dòng)化,實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)室的智能化水平. 

    參考文獻(xiàn): 

    [１] 金再柯,樂金濤．鋼鐵企業(yè)成品性能檢測流程自動(dòng)化 建設(shè) 工 作 思 考 與 探 索 [J]．理 化 檢 驗(yàn) (物 理 分 冊), ２０１８,５４(１２):８５７Ｇ８６１． 

    [２] 夏紀(jì)真．無損檢測本科學(xué)科歸屬及課程設(shè)置的建議 [J]．無損檢測,２０１９,４１(１):６１Ｇ６４． 

    [３] 梁燕燕,彭曉楓．對鋼板拉伸試驗(yàn)檢測精度影響因素 的分析[J]．理化檢驗(yàn)(物理分冊),２０１８,５４(９):６５０Ｇ ６５２． 

    [４] 張曉春．CCD測寬儀在熱軋板帶中的應(yīng)用[J]．寶鋼 技術(shù),２０１５,３３(４):７３Ｇ７７． 

    [５] 周廣言,鄭娜,劉全利,等．全自動(dòng)超聲檢測的工藝評 定[J]．無損檢測,２０１７,３９(１１):６２Ｇ６４． 

    <文章來源 > 材料與測試網(wǎng) > 期刊論文 > 理化檢驗(yàn)－物理分冊 > 56卷 > 1期 (pp:32-33)>