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汽車行業(yè)的硬度在線自動檢測系統(tǒng)

2018-11-19 18:58:47·  來源：沈陽天星試驗(yàn)儀器有限公司  作者：張鳳林，高級工程師  
　
國內(nèi)的汽車整車及零部件行業(yè)是在各工業(yè)領(lǐng)域中自動化程度最高的。鑒于汽車行業(yè)越來越激烈的市場競爭，主機(jī)廠對零部件的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，而單件產(chǎn)品的利潤卻
國內(nèi)的汽車整車及零部件行業(yè)是在各工業(yè)領(lǐng)域中自動化程度最高的。鑒于汽車行業(yè)越來越激烈的市場競爭，主機(jī)廠對零部件的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，而單件產(chǎn)品的利潤卻越來越低。只有實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減員增效，實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量、更穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和更低的人員成本，才能在競爭中立于不敗之地。正因?yàn)槿绱耍?ldquo;智能制造”“減員增效”“機(jī)器換人”等理念在汽車零部件行業(yè)深入人心，在新上項(xiàng)目中大量采用全自動化生產(chǎn)線，數(shù)字化工廠層出不窮。
 
生產(chǎn)過程，裝配過程，以及磁粉探傷、超聲波探傷等檢測過程都可以實(shí)現(xiàn)自動化，但是硬度檢測過程的自動化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有實(shí)現(xiàn)。為了保證硬度這一關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)得到可靠控制，非常需要在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品硬度進(jìn)行在線的自動檢測，但是由于一直以來國內(nèi)硬度檢測技術(shù)的相對落后，硬度計(jì)生產(chǎn)企業(yè)的制造技術(shù)還停留在臺式機(jī)階段。因此，汽車零部件產(chǎn)品的硬度在線檢測尚處于起步階段。
 
硬度在線自動檢測系統(tǒng)
 
目前，汽車零部件硬度在線檢驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。由中國某公司設(shè)計(jì)制造的國內(nèi)汽車零部件行業(yè)第一套硬度在線自動檢測系統(tǒng)已經(jīng)開始應(yīng)用。還有一些針對不同產(chǎn)品的項(xiàng)目正在實(shí)施，一些設(shè)計(jì)方案正在推進(jìn)中。為廣東某鑄鍛公司設(shè)計(jì)制造的一套汽車剎車鼓硬度在線自動檢測系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 TXZX-3000sc型汽車剎車鼓硬度在線檢測系統(tǒng)
 
測試工件是大型載重汽車剎車鼓，材料HT250灰鑄鐵，直徑范圍300~500 mm，高度范圍300~500mm，同批工件高度偏差≤2mm，硬度合格范圍195~210HBW。用戶的設(shè)計(jì)要求如下：采用29 400 N(3000kgf)試驗(yàn)力、10mm球壓頭檢測布氏硬度，測試精度符合GB/T 231.2－2012的規(guī)定；實(shí)現(xiàn)全自動檢測，無人工干預(yù)；為避免工件變形，夾具應(yīng)直接支撐測試面的下方；可自動識別工件型號及表面位置；打磨深度0~2mm，可設(shè)定；磨屑自動收集；帶合格判定功能；不合格件聲光報(bào)警；檢測節(jié)拍≤200s/件；每天檢測結(jié)束后輸出統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
系統(tǒng)由底臺、臺車、門架、硬度測量頭、壓痕測量頭、打磨裝置、吸屑裝置、工件識別裝置、運(yùn)動驅(qū)動裝置、控制柜等組成。
 
系統(tǒng)工作過程如下：
1、桁架機(jī)器手將工件運(yùn)來，放到臺車中央的夾具上；
2、夾具動作，撐緊工件；
3、工件移動到識別裝置下方，識別工件型號及表面位置；
4、工件移動到打磨裝置下方，在工件表面打磨出一個測試面，吸屑裝置將磨屑吸走；
5、工件移動到硬度測量頭下方，壓出一個布氏硬度壓痕；
6、工件移動到壓痕測量裝置下方，測量壓痕直徑，顯示器顯示出硬度值；
7、工件移動到上、下料位置，夾具釋放工件；
8、桁架機(jī)器手取走工件，放回到傳送帶上，一次測試結(jié)束。
 
系統(tǒng)主要裝置的工作細(xì)節(jié)如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)的工作細(xì)節(jié)
本檢測系統(tǒng)是自主創(chuàng)新產(chǎn)品，首次在剎車鼓上實(shí)現(xiàn)了硬度在線自動檢測，國內(nèi)外尚無先例。
 
系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn)：
1、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，測試精度符合GB/T 231.2－2012的規(guī)定，測試值可溯源到國家基準(zhǔn)；
2、檢測效率高，無人工崗，實(shí)現(xiàn)了“減員增效”“機(jī)器換人”；
3、可遠(yuǎn)程通信，向信息中心傳送數(shù)據(jù)，接受遠(yuǎn)程控制；
4、可按日、批或型號統(tǒng)計(jì)測試結(jié)果，輸出檢驗(yàn)報(bào)告，檢驗(yàn)報(bào)告可隨貨提供給客戶。
 
本檢測系統(tǒng)已于2017年4月投入使用，截至目前已順利運(yùn)行18個月，運(yùn)行效果良好，得到了用戶的高度評價(jià)。
 
本檢測系統(tǒng)具有很高的推廣價(jià)值，除可用于剎車鼓硬度在線自動檢測外，稍做改進(jìn)還可用于鋁合金輪轂硬度的在線自動檢測。
 
結(jié)束語
國內(nèi)的現(xiàn)場及在線硬度檢測技術(shù)已經(jīng)取得了長足進(jìn)步。適于在車間檢測批量零件的快速硬度計(jì)，特別是測深法快速布氏硬度計(jì)產(chǎn)品已趨于成熟，檢測效率大大提高。汽車零部件的專用硬度計(jì)已經(jīng)開始出現(xiàn)，一些特殊零部件的現(xiàn)場快速硬度檢測問題已經(jīng)得到解決，并且還可利用其核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)零件的在線檢測。汽車零部件硬度在線檢測技術(shù)已取得重要進(jìn)展，國內(nèi)第一套應(yīng)用于汽車零部件產(chǎn)品的硬度在線自動檢測系統(tǒng)已經(jīng)正常運(yùn)行。
 
選自：《理化檢驗(yàn)—物理分冊》 Vol.54 2018.10
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