挖掘機(jī)制造在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

楊志遠(yuǎn)

[久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308]

對(duì)挖掘機(jī)的整機(jī)性能實(shí)施檢測(cè)，不僅是出廠前的最后一道工序，也是挖掘機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中最為關(guān)鍵的一道工序。正因如此，做好挖掘機(jī)檢測(cè)工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。如今，數(shù)字智能化生產(chǎn)早已成為生產(chǎn)制造企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在線檢測(cè)技術(shù)也成為挖掘機(jī)制造過(guò)程中不可或缺的重要檢測(cè)環(huán)節(jié)。

1 挖掘機(jī)整機(jī)性能檢測(cè)

挖掘機(jī)出廠前必須要對(duì)其整機(jī)性能實(shí)施檢測(cè)，這是判斷挖掘機(jī)是否具備出廠條件的關(guān)鍵工序。目前在挖掘機(jī)整機(jī)性能檢測(cè)方面，依據(jù)的是國(guó)家頒布的液壓挖掘機(jī)實(shí)驗(yàn)條例以及企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)條例。

主要的檢測(cè)項(xiàng)目包括：挖掘機(jī)動(dòng)臂提升與下降的時(shí)間/s；挖掘機(jī)斗桿打開(kāi)與閉合的時(shí)間/s；挖掘機(jī)鏟斗打開(kāi)與閉合的時(shí)間/s；挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的低速、中速以及高速/(r/min)；挖掘機(jī)液壓油的溫度/℃；挖掘機(jī)行走時(shí)的低速與高速/s；挖掘機(jī)左右回轉(zhuǎn)的速度/(r/min)；挖掘機(jī)的工作壓力、二次壓力、先導(dǎo)壓力/MPa。

2 挖掘機(jī)制造在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

要想充分發(fā)揮出在線檢測(cè)技術(shù)的作用，做好整機(jī)性能的檢測(cè)工作，就必須做好在線檢測(cè)技術(shù)方案的布局。因此，應(yīng)該從做好工藝的整體布局入手。工藝布局如圖1所示。裝配車間由分裝線、上下車線以及合車線組合而成，依據(jù)工廠的生產(chǎn)綱領(lǐng)，在合車線的尾部設(shè)置有兩個(gè)整機(jī)性能的在線檢測(cè)工位。

圖1 在線檢測(cè)系統(tǒng)工藝布局示意圖Fig.1 Process layout of online detection system

在線檢測(cè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中數(shù)據(jù)采集發(fā)送系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集相關(guān)的測(cè)量信號(hào)，并且利用無(wú)線方式將采集到的信息傳送到移動(dòng)操作平臺(tái)上。無(wú)線移動(dòng)顯示操作提示系統(tǒng)能夠清楚地顯示出挖掘機(jī)的整機(jī)測(cè)試工序流程，并且利用無(wú)線采集模塊與ZigB來(lái)實(shí)時(shí)分析獲取的相關(guān)信息。移動(dòng)測(cè)試處理及系統(tǒng)軟件能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)、分析并且顯示出數(shù)據(jù)信息。

圖2 在線檢測(cè)系統(tǒng)的組成Fig.2 Composition of online detection system

主要的工作參數(shù)配置如下：第一，采集通道能夠支持12路模擬量的采集、2路頻率的采集，并且能夠自動(dòng)識(shí)別模擬量的系統(tǒng)類型。第二，傳感器主要包括以下幾個(gè)部分：壓力傳感器(4個(gè))；溫度傳感器(1個(gè))；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(1個(gè))；風(fēng)扇轉(zhuǎn)速傳感器(1個(gè))；計(jì)數(shù)傳感器(2個(gè))。第三，無(wú)線發(fā)送控制盒是利用ZigB的通訊方式對(duì)抗電磁干擾進(jìn)行設(shè)計(jì)。第四，壓力傳感器的快速相應(yīng)時(shí)間≤1 ms，精確度范圍不得超過(guò)0.25 FS。傳感器控制箱為自動(dòng)識(shí)別，大大地提高了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量的靈活性與可靠性。第五，溫度傳感器本身的溫度測(cè)量范圍應(yīng)該控制在-25℃～125℃，精確度范圍不得超過(guò)±1.5℃。第六，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器使用燃油噴射脈動(dòng)傳感，能夠測(cè)量?4～8 mm的燃油管徑、400～600 r/min的測(cè)量范圍。

整個(gè)系統(tǒng)采取的是實(shí)時(shí)檢測(cè)方式，即通過(guò)工業(yè)無(wú)線AP傳輸數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，將采集到的信號(hào)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、MES相互連接。如果對(duì)其具體的工作原理加以剖析，則可用圖3進(jìn)行直觀表示，即通過(guò)傳感器將工作裝置的時(shí)間、行走的高低度、工作的壓力、液壓油的溫度等內(nèi)容轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的電信號(hào)，處理、放大這部分電信號(hào)后，利用AD轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變，再使用SPC分析功能對(duì)設(shè)備存儲(chǔ)的批量測(cè)試數(shù)據(jù)和分析結(jié)果加以統(tǒng)計(jì)分析，輸出評(píng)價(jià)結(jié)果，并將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖3 在線檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理Fig.3 Working principle of online detection system

基于上述在線檢測(cè)技術(shù)的總體方案布局，在挖掘機(jī)的制造過(guò)程中在線檢測(cè)系統(tǒng)能夠具備產(chǎn)品管理、測(cè)試流程配置、數(shù)據(jù)檢索、傳感器校準(zhǔn)等諸多功能，同時(shí)可依據(jù)不同的車型為其定制相匹配的測(cè)試流程，對(duì)測(cè)試限定值加以確定，對(duì)所測(cè)試的信息加以存檔，生成各種報(bào)表，以方便后期檢索與導(dǎo)出使用。

整機(jī)性能測(cè)試的工藝流程包括：第一，將數(shù)采系統(tǒng)安裝在挖掘機(jī)的固定位置上，掃描挖掘機(jī)的編號(hào)后獲得車輛相關(guān)信息，正式進(jìn)入自動(dòng)化測(cè)量流程。第二，結(jié)合屏幕窗口顯示的相應(yīng)信息，如當(dāng)前的實(shí)際測(cè)試步、壓力、轉(zhuǎn)速、溫度等進(jìn)行后續(xù)操作。第三，在線檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試步的相關(guān)數(shù)據(jù)與判定標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)輸出所判定的實(shí)際結(jié)果。第四，如果測(cè)試結(jié)果顯示合格，則自動(dòng)進(jìn)入到下一步的測(cè)試中；如果測(cè)試結(jié)果顯示不合格，則會(huì)重新彈出測(cè)試選項(xiàng)，繼續(xù)按照預(yù)定的流程重新開(kāi)始測(cè)試工作。第五，測(cè)試完成后得到的所有數(shù)據(jù)都將在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，并且將測(cè)試報(bào)告打印整理妥當(dāng)。

在線檢測(cè)技術(shù)在挖掘機(jī)整機(jī)性能測(cè)試中的應(yīng)用不僅更加簡(jiǎn)單、便捷，功能也更加直觀，只需要根據(jù)顯示器的提示一步步進(jìn)行操作，便可以快速地得到相對(duì)準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，大大地提高了整體的檢測(cè)技術(shù)水平，保證了掘進(jìn)機(jī)的最終質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

先進(jìn)的在線檢測(cè)技術(shù)不僅能夠擺脫傳統(tǒng)檢測(cè)效率過(guò)低、過(guò)分依賴人工測(cè)試者技能的落后手工藝手段，還能夠大大提高挖掘機(jī)整機(jī)性能的檢測(cè)水平，提升制造企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，對(duì)打造智能化生產(chǎn)制造工藝流程也有著積極的意義。