基于智能制造新模式的電機在線檢測裝備研制

丁新

摘要：隨著社會的快速發展，我國的科技水平得到進一步提升，本文針對電機智能制造新模式下的成品電機在線檢測需求，研究了電機在線檢測工藝，研制了全自動、智能化和信息化的電機在線檢測裝備。裝備實現了0.75～15kW功率段、220～690V電壓范圍內的三相異步電機的直流電阻、絕緣、耐壓、堵轉、空載、噪聲、溫度的全自動無人檢測，測試節拍60s/臺。裝備的研制和應用提高了電機在線檢測數據的一致性、準確性和溯源性，保障了高強度、快速作業下的電機質量，為電機智能制造新模式的推廣應用提供了設備支持和技術保障。

關鍵詞：智能制造;在線檢測;靜態測試;動態測試

引言

隨著全球經濟與科學技術的發展，制造業全球化也進入了全新階段，制造業的發展已經由相對集中的區域性集中供應鏈與產業鏈向全球化發展，世界工廠的概念已深入到行業核心，制造分工也細化到全球參與模式。此外，5G、人工智能、互聯網+等信息與網絡技術在制造業的不斷深入應用，縮短了全球制造上下游產業鏈的空間距離及技術差距。

1電機制造現狀及發展趨勢

1.1.1電機制造現狀

隨著電機性能和效率的提高，電機制造工藝要求逐步提高。部分電機企業開始引入先進制造設備與工藝，但覆蓋面較窄。電機行業普遍處在傳統制造與先進制造并存的階段，仍屬于勞動密集型加工模式。圖1為目前電機制造企業各車間現狀示例，存在問題如下。（1）電加工車間：以手工操作為主，效率低，質量一致性難以保證。（2）沖剪車間：鐵心生產從落料至理片均采用手工操作，工藝落后，存在極大安全隱患。（3）金加工車間：具有批量加工、轉移的特點，存在物流路線長、周轉次數多、工序倒流等缺點。（4）總裝車間：物料集中配送，造成人力、物力、時間等的極大浪費;同時安裝過程缺少專用設備，效率低，質量一致性差。

1.1.2電機制造發展趨勢

電機市場競爭愈加激烈，多數電機廠根據自身市場定位，逐漸轉向多品種、小批量、個別規格大批量的發展模式。傳統的“人?！敝圃炷Ｊ揭巡荒軡M足電機質量、產量、市場等需求。推進智能制造可在實現電機生產高質量化、高效率化的基礎上，兼顧多規格、小批量的柔性化生產模式，幫助企業適應市場環境，滿足生產需求。因此由傳統制造模式向智能制造轉變是電機制造發展的必然趨勢。

2智能制造新模式的電機在線檢測建議

2.1基于智能制造新模式的在線檢測工藝及需求

電機總裝主要由電機定子、轉子、機座、端蓋、軸承及附屬配件總裝加工工序組成，通過快換夾具工裝，進行產品的無縫切換生產，大量采用機器人等柔性化設備，通過使用機器人進行數字化流水裝配作業。電機智能制造新模式對電機總裝提出了更高的要求：在更少的人工參與的情況下高效率、高質量的完成電機的裝配、檢測、噴涂、打包等工序?；谥悄苤圃煨履Ｊ降碾姍C生產線總裝工藝流程如圖2所示。在線自動檢測是產線工藝流程中很重要的一環，既是對前面工藝環節的直接檢驗，也是對后續電機出廠后質量的直接保證，其自動化、智能化水平直接關系產線的正常運轉?；谑痉懂a線建設需求，示范在線檢測裝備主要用于0.75～15kW功率段、220～690V范圍內的三相異步電機的在線檢測，測試節拍60s/臺。基于電機產線智能制造新模式質量管理需要，在線檢測裝備需具有數據接口，檢測數據需實時交互，通過與質量管理系統聯動，保證檢測產品的溯源。依據GB/T1032—2012《三相異步電動機試驗方法》等標準規定和電機檢測工藝需要，電機在線檢測裝備檢測項目包括：冷態絕緣電阻、工頻耐電壓、繞組直流電阻、堵轉電流和堵轉損耗的測定，額定電壓、額定頻率時的空載電流、損耗和噪聲、溫度的測定。

2.2WMS系統工藝流程設計

（1）預收料區。設置1臺取號機，1套門禁系統，1臺液晶顯示屏，1套外形檢測和重量檢測裝置。收料理貨作業：送貨單掛號掃碼。（2）待檢區。設置51個托盤儲位，6個不合格儲位，15個已檢儲位，30個待檢儲位。數個顏色指示燈。檢驗作業：通過手持終端刷新物料狀態，合格，亮綠燈，不合格，亮紅燈，待檢亮黃燈。（3）立體庫區。設置2臺60英寸液晶顯示屏，2套RFRD閱讀器和外形檢測裝置。1臺RGV穿梭車，4臺堆垛機，8排橫梁式貨架。入庫作業流程：檢驗合格后將物料與托盤進行信息綁定。WMS系統自動分配庫區指定儲位，由RGV與堆垛機完成入庫。關鍵控制點：LED顯示此托盤物料檢驗狀態，黃色-待檢、綠色-合格、紅色-不合格。（4）分揀中心區。設置1套拆疊盤機，1臺60英寸液晶顯示屏。1條料箱輸送暫存線，10組電子標簽貨架。（5）AGV現場物流區。配置8臺AGV，其中3臺托盤頂升AGV，3臺料盒頂升AGV，2臺滾筒AGV。3個充電站。關鍵控制點：優化最優的物流路徑。業務流程：①出庫流程。WMS獲取出庫信息，堆垛機從既定儲位取出物料。再由AGV小車搬運至生產工位。②物料檢選流程。接收MES指令，物料通過相關設備輸送至揀選工位。③料盒送產線流程。接收MES指令，由AGV搬運至相應產線。④托盤料和回庫流程。空托盤物料由AGV從工位送至循環線入庫口。通過掃碼后系統自動分配儲位，由輸送線堆垛機完成回庫作業。空托盤則由輸送線送至疊盤機，空料盒送至接駁中心區暫存。

結語

本文基于智能制造新模式的檢測工藝，設計研制了一種電機在線檢測裝備，具有自動化程度高、信息交互能力強等特點，裝備運行穩定、測試數據準確、重復性好、維護簡單方便，保障了高強度、快速作業下的電機質量。裝備的研制和應用為用戶企業進行質量管理提供了設備支持和技術保障，通過技術性降本增效提高了用戶制造電機的競爭力。

參考文獻

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