自動檢測技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究

自動檢測技術(shù)在智能制造生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究

Summary：結(jié)合智能制造發(fā)展需求，本文以某環(huán)類零部件加工生產(chǎn)線為研究對象，為了提升產(chǎn)品質(zhì)量和過程質(zhì)量控制可靠性，探索自動檢測技術(shù)在智能制造過程中的應(yīng)用并開展研究。Keys：智能制造；數(shù)字化；質(zhì)量；自動檢測技術(shù)Abstract:Inordertoimprovetheproductqualityandprocessqualitycontrolreliability,thispaperCombiningthedevelopmentneedsofintelligentmanufacturingandtakesacertainringpartsprocessingproductionlineastheresearchobject,whichexplorestheapplicationofautomaticdetectiontechnologyintheintelligentmanufacturingprocess.Keywords:IntelligentManufacturing;Quality;AutomaticDetectionTechnology0引言在當(dāng)今世界的飛速發(fā)展下，越來越多的科學(xué)技術(shù)手段和前瞻性理念被提出，而以智能制造為關(guān)鍵技術(shù)的新工業(yè)革命首當(dāng)其沖。在這波向新時代進(jìn)步的浪潮下，為了提升制造企業(yè)創(chuàng)新綜合能力，我國提出了“中國制造2025”計劃。隨著這一計劃的提出，涌現(xiàn)出來了一系列數(shù)字化工廠、智能制造生產(chǎn)線，推動著我國生產(chǎn)制造行業(yè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，極大解放了人力，提高了生產(chǎn)效率，然而隨著智能制造的發(fā)展，對制造過程中的質(zhì)量管控也提出了更高的要求，因此可靠的自動檢測技術(shù)成為了智能制造過程中的強(qiáng)有力保障。1自動檢測技術(shù)簡介檢驗和檢測是制造過程中最基本的活動之一，通過檢測和檢驗活動提供產(chǎn)品及其制造過程的質(zhì)量信息，保證產(chǎn)品質(zhì)量形成過程的穩(wěn)定性和可靠性。傳統(tǒng)的檢測方式主要倚靠人工操作，而人工獲取的信息經(jīng)常包含人為誤差的影響，使得生產(chǎn)的產(chǎn)品及產(chǎn)品質(zhì)量缺乏一定的可靠性與穩(wěn)定性。自動檢測技術(shù)基于計算機(jī)控制，通過采集數(shù)據(jù)、分析比對、輸出檢測結(jié)果，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的過程前預(yù)防、過程監(jiān)控以及過程后把關(guān)。自動檢測系統(tǒng)一般通過傳感器等各類檢測介質(zhì)將被檢測對象轉(zhuǎn)化為可識別的信息，將收集的信息在處理輸出檢測結(jié)果，此過程基本不受人為的隨機(jī)干擾，僅需提前設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)或者程序，即可精準(zhǔn)的完成檢測工作。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動檢測技術(shù)應(yīng)用在越來越多的高新領(lǐng)域，而一套可靠的自動檢測技術(shù)應(yīng)用方案更是成為了搭建一條智能制造生產(chǎn)線不可或缺的一部分。2自動檢測技術(shù)應(yīng)用面臨著新時代機(jī)遇以及繁重的生產(chǎn)需求，我公司根據(jù)某環(huán)類零件生產(chǎn)大批量、標(biāo)準(zhǔn)化的特點，提出了搭建數(shù)字化生產(chǎn)線的規(guī)劃方案。對于該零件的高精度、高可靠性的技術(shù)要求，其不僅具備了率先開展智能制造先進(jìn)檢測技術(shù)和質(zhì)量控制的必要性和可行性，還具備了先進(jìn)可靠的自動檢測技術(shù)的研究意義。因此，本文基于現(xiàn)有產(chǎn)品工藝流程及管控節(jié)點分析提出了如下在線自動檢測方案。圖

1在線自動檢測方案2.1掃碼自動檢測為了匹配自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)制造特點，務(wù)必給產(chǎn)品新增唯一標(biāo)識，用于識別產(chǎn)品狀態(tài)、記錄產(chǎn)品信息，以實現(xiàn)產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的全過程檢測及監(jiān)控。本生產(chǎn)線應(yīng)用了二維碼信息檢測技術(shù)，用于實現(xiàn)制造過程中的產(chǎn)品監(jiān)測及質(zhì)量追溯，通過掃描產(chǎn)品的二維碼標(biāo)識，獲取產(chǎn)品信息，確認(rèn)與當(dāng)日生產(chǎn)計劃信息一致后，再送入相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)工位作業(yè)。2.2裝夾自動檢測在自動化生產(chǎn)線中，機(jī)加工設(shè)備往往具備著自動裝夾的功能，通過預(yù)設(shè)可靠的裝夾力，在識別到零部件進(jìn)入設(shè)備中時，驅(qū)動卡爪夾緊，在識別到夾緊力達(dá)到預(yù)設(shè)值時，確認(rèn)裝夾可靠，才執(zhí)行加工動作。然而，裝夾作為零部件加工中的初始基準(zhǔn)工步，其重要性不言而喻，因此需要通過有效的手段來保證裝夾基準(zhǔn)的可靠性。在傳統(tǒng)的機(jī)加工工藝中，通常在裝夾零部件后，使用百分表來檢驗裝夾后零部件的圓跳動、端跳動來確認(rèn)其裝夾基準(zhǔn)是否可靠。而在自動化生產(chǎn)線中，由于要保證其自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量降低人為介入頻率，傳統(tǒng)的百分表檢測方法顯然不可行，因此考慮用數(shù)字化檢測探頭來代替百分表功能，通過裝載探頭，編譯打點程序，通過讀取檢測點當(dāng)前坐標(biāo)值，在利用相應(yīng)的程序語句對裝夾基準(zhǔn)的可靠性作出準(zhǔn)確判斷。圖2零件裝夾狀態(tài)及跳動檢測2.3加工過程檢測在自動化生產(chǎn)線中，出于生產(chǎn)安全性等因素考慮，無法人為對設(shè)備內(nèi)零部件加工狀態(tài)進(jìn)行有效觀測，因此需要依托于先進(jìn)的檢測技術(shù)手段對其加工過程進(jìn)行監(jiān)測。在零部件加工過程中，需要監(jiān)測的主要是刀具狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量，基于上述需求，我們分別引入了刀具在線質(zhì)量監(jiān)控軟件和數(shù)字化檢測探頭，其中刀具在線質(zhì)量監(jiān)控軟件通過驅(qū)動總線、數(shù)字化扭力匹配單元等集成系統(tǒng)，利用扭矩傳感器、力傳感器等實時采集機(jī)床主軸受力數(shù)據(jù)，通過合理的參數(shù)設(shè)置對零部件加工過程中產(chǎn)生的斷刀、缺刀等情況進(jìn)行預(yù)警，同時可根據(jù)切削載荷的變化自適應(yīng)調(diào)整切削速度，起到提高效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量的作用。圖3刀具在線質(zhì)量監(jiān)控曲線數(shù)字化檢測探頭作為自動化生產(chǎn)線中的一個有效檢測技術(shù)手段，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本生產(chǎn)線利用數(shù)字化檢測探頭分別實現(xiàn)了工件尺寸在線檢測以及精密尺寸自動補(bǔ)償加工的功能，其中工件尺寸在線檢測原理同上文的裝夾基準(zhǔn)打點檢測，通過讀取檢測點當(dāng)前坐標(biāo)值評判工件尺寸是否超差，而精密尺寸自動補(bǔ)償加工不僅實現(xiàn)了尺寸檢測，同時基于數(shù)字化檢測探頭和機(jī)床的信息交互，有效的保證了精密尺寸的加工。圖4數(shù)字化檢測“T型”探頭及自動補(bǔ)償加工程序2.4產(chǎn)品質(zhì)量檢測為了防止不合格品流出，提高產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量檢測能力，特采用了三坐標(biāo)在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)，主要用來實現(xiàn)自動檢測零部件所有幾何尺寸、圓弧輪廓以及形位公差等，此套系統(tǒng)主要是基于三坐標(biāo)測量設(shè)備和CCD圖像識別實現(xiàn)零部件的質(zhì)量檢測工作，由CCD對工件進(jìn)行拍照，并與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行對比，獲取工件特征的實際位置，然后由測量軟件PC-DMIS根據(jù)CCD獲取的特征位置找正零點進(jìn)行測量并生成相應(yīng)的檢測報告。圖5三坐標(biāo)測量系統(tǒng)2.5質(zhì)量數(shù)據(jù)檢測分析對于自動化生產(chǎn)線來說，需要具備根據(jù)質(zhì)量趨勢動態(tài)調(diào)整的能力，而質(zhì)量趨勢的預(yù)測需要質(zhì)量數(shù)據(jù)和計算模型的支撐?；谏鲜隹紤]，本產(chǎn)線提取零件在線質(zhì)量檢測中的關(guān)鍵尺寸作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，依托于成熟的SPC控制分析理論模型，對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而根據(jù)其質(zhì)量趨勢對生產(chǎn)線作出柔性調(diào)整以保證產(chǎn)品質(zhì)量。圖6SPC管控分析圖3結(jié)論本文圍繞著自動化檢測技術(shù)方案的應(yīng)用進(jìn)行了研究和闡述，以某環(huán)類零件智能制造生產(chǎn)線為應(yīng)用研究對象，將在線自動檢測技術(shù)根據(jù)生產(chǎn)線特點靈活地應(yīng)用在各個檢測節(jié)點，基本實現(xiàn)了產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的在線