一種汽車板鋅鍍層特性的智能檢測(cè)方法

(寶鋼日鐵汽車板有限公司, 上海 200941)

隨著“工業(yè)4.0”和“中國(guó)制造2025”的深入開(kāi)展，國(guó)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(lái)。筆者針對(duì)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(cè)提出了一種智能檢測(cè)方法，以提升檢測(cè)效率、減少質(zhì)量事故和安全事故[1-5]。

1 汽車板鋅鍍層特性檢測(cè)現(xiàn)狀

目前大多數(shù)鋼鐵廠對(duì)鍍鋅成品機(jī)組生產(chǎn)的汽車板鋅鍍層特性的檢測(cè)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(cè)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(cè)的試樣，最后進(jìn)行鋅鍍層特性檢測(cè)。

在進(jìn)行大樣板再加工的過(guò)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(cè)。同時(shí)使用剪板機(jī)剪出用于鋅鍍層附著力檢測(cè)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(duì)其表面進(jìn)行反射率檢測(cè)，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(cè)時(shí)，需先用粗糙度標(biāo)塊對(duì)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)于汽車零件制造用鋼，需模擬汽車零件的沖壓過(guò)程來(lái)進(jìn)行表面缺陷檢測(cè)，即將試樣進(jìn)行沖壓，然后取出邊打磨邊進(jìn)行檢測(cè)。

上述檢測(cè)過(guò)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(cè)結(jié)果。這種檢測(cè)方法存在工作效率低及失誤概率高、安全性差等問(wèn)題。

2 一種汽車板鋅鍍層特性智能檢測(cè)方法

汽車板鋅鍍層特性智能檢測(cè)方法可以通過(guò)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(cè)過(guò)程、系統(tǒng)監(jiān)控等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化來(lái)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(cè)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(guò)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(duì)，采用測(cè)厚儀等設(shè)備對(duì)大樣板進(jìn)行信息核對(duì)。為使待加工的大樣板和檢測(cè)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(guò)運(yùn)輸鏈送到鋅鍍層特性檢測(cè)設(shè)備的待檢測(cè)工位上。廢料則通過(guò)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(cè)

實(shí)現(xiàn)汽車板鋅鍍層特性智能檢測(cè)，需要連通各檢測(cè)設(shè)備與檢測(cè)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(cè)項(xiàng)目、試樣數(shù)量和檢測(cè)要求等。根據(jù)檢測(cè)要求，可先選擇性對(duì)試樣進(jìn)行自動(dòng)清潔和涂油，再進(jìn)行鋅鍍層特性檢測(cè)，如附著性檢測(cè)和粗糙度檢測(cè)等。再通過(guò)視覺(jué)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，與系統(tǒng)里預(yù)先設(shè)定的等級(jí)要求進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)后，進(jìn)行等級(jí)判斷并上傳至對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)檢測(cè)過(guò)程系統(tǒng)。其中視覺(jué)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的試樣照片、等級(jí)判斷結(jié)果、噴印代碼、檢測(cè)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(cè)信息系統(tǒng)化

智能化系統(tǒng)具有生產(chǎn)檢測(cè)過(guò)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(cè)過(guò)程系統(tǒng)化包括試樣接收管理、大樣板尺寸檢測(cè)、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(cè)、檢測(cè)數(shù)據(jù)審核、備樣管理、廢樣管理等功能。通過(guò)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(cè)結(jié)果，以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，并與檢測(cè)、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(chǎng)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(cè)過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)畫(huà)面且能進(jìn)行畫(huà)面放大和切換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)過(guò)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(wú)縫連接，以模擬、仿真、分析現(xiàn)實(shí)環(huán)境中發(fā)生的問(wèn)題。

借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)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(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)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70 dB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(guò)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(cè)備樣均通過(guò)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(guò)機(jī)器臂放置在緩存平臺(tái)上。原來(lái)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(cè)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(cè)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

鋼鐵廠汽車板鍍鋅成品機(jī)組出口的運(yùn)輸、加工、檢測(cè)過(guò)程，在保留原有功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理布局，適當(dāng)增配機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(cè)、試樣加工及標(biāo)識(shí)、試樣自

動(dòng)檢測(cè)、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(cè)。

該汽車板鍍鋅層特性智能檢測(cè)方法不僅可節(jié)約檢測(cè)時(shí)間、提高檢測(cè)效率，還能消除由檢測(cè)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(cè)誤差等問(wèn)題，提高檢測(cè)質(zhì)量，提升實(shí)驗(yàn)室的智能化水平。