基于智能制造新模式的電機(jī)在線檢測(cè)裝備研制

丁新

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的科技水平得到進(jìn)一步提升，本文針對(duì)電機(jī)智能制造新模式下的成品電機(jī)在線檢測(cè)需求，研究了電機(jī)在線檢測(cè)工藝，研制了全自動(dòng)、智能化和信息化的電機(jī)在線檢測(cè)裝備。裝備實(shí)現(xiàn)了0.75～15kW功率段、220～690V電壓范圍內(nèi)的三相異步電機(jī)的直流電阻、絕緣、耐壓、堵轉(zhuǎn)、空載、噪聲、溫度的全自動(dòng)無(wú)人檢測(cè)，測(cè)試節(jié)拍60s/臺(tái)。裝備的研制和應(yīng)用提高了電機(jī)在線檢測(cè)數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性和溯源性，保障了高強(qiáng)度、快速作業(yè)下的電機(jī)質(zhì)量，為電機(jī)智能制造新模式的推廣應(yīng)用提供了設(shè)備支持和技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：智能制造;在線檢測(cè);靜態(tài)測(cè)試;動(dòng)態(tài)測(cè)試

引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)全球化也進(jìn)入了全新階段，制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)由相對(duì)集中的區(qū)域性集中供應(yīng)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈向全球化發(fā)展，世界工廠的概念已深入到行業(yè)核心，制造分工也細(xì)化到全球參與模式。此外，5G、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+等信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造業(yè)的不斷深入應(yīng)用，縮短了全球制造上下游產(chǎn)業(yè)鏈的空間距離及技術(shù)差距。

1電機(jī)制造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1.1.1電機(jī)制造現(xiàn)狀

隨著電機(jī)性能和效率的提高，電機(jī)制造工藝要求逐步提高。部分電機(jī)企業(yè)開(kāi)始引入先進(jìn)制造設(shè)備與工藝，但覆蓋面較窄。電機(jī)行業(yè)普遍處在傳統(tǒng)制造與先進(jìn)制造并存的階段，仍屬于勞動(dòng)密集型加工模式。圖1為目前電機(jī)制造企業(yè)各車間現(xiàn)狀示例，存在問(wèn)題如下。（1）電加工車間：以手工操作為主，效率低，質(zhì)量一致性難以保證。（2）沖剪車間：鐵心生產(chǎn)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(zhuǎn)移的特點(diǎn)，存在物流路線長(zhǎng)、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、工序倒流等缺點(diǎn)。（4）總裝車間：物料集中配送，造成人力、物力、時(shí)間等的極大浪費(fèi);同時(shí)安裝過(guò)程缺少專用設(shè)備，效率低，質(zhì)量一致性差。

1.1.2電機(jī)制造發(fā)展趨勢(shì)

電機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，多數(shù)電機(jī)廠根據(jù)自身市場(chǎng)定位，逐漸轉(zhuǎn)向多品種、小批量、個(gè)別規(guī)格大批量的發(fā)展模式。傳統(tǒng)的“人?！敝圃炷Ｊ揭巡荒軡M足電機(jī)質(zhì)量、產(chǎn)量、市場(chǎng)等需求。推進(jìn)智能制造可在實(shí)現(xiàn)電機(jī)生產(chǎn)高質(zhì)量化、高效率化的基礎(chǔ)上，兼顧多規(guī)格、小批量的柔性化生產(chǎn)模式，幫助企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境，滿足生產(chǎn)需求。因此由傳統(tǒng)制造模式向智能制造轉(zhuǎn)變是電機(jī)制造發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2智能制造新模式的電機(jī)在線檢測(cè)建議

2.1基于智能制造新模式的在線檢測(cè)工藝及需求

電機(jī)總裝主要由電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、端蓋、軸承及附屬配件總裝加工工序組成，通過(guò)快換夾具工裝，進(jìn)行產(chǎn)品的無(wú)縫切換生產(chǎn)，大量采用機(jī)器人等柔性化設(shè)備，通過(guò)使用機(jī)器人進(jìn)行數(shù)字化流水裝配作業(yè)。電機(jī)智能制造新模式對(duì)電機(jī)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(zhì)量的完成電機(jī)的裝配、檢測(cè)、噴涂、打包等工序?；谥悄苤圃煨履Ｊ降碾姍C(jī)生產(chǎn)線總裝工藝流程如圖2所示。在線自動(dòng)檢測(cè)是產(chǎn)線工藝流程中很重要的一環(huán)，既是對(duì)前面工藝環(huán)節(jié)的直接檢驗(yàn)，也是對(duì)后續(xù)電機(jī)出廠后質(zhì)量的直接保證，其自動(dòng)化、智能化水平直接關(guān)系產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；谑痉懂a(chǎn)線建設(shè)需求，示范在線檢測(cè)裝備主要用于0.75～15kW功率段、220～690V范圍內(nèi)的三相異步電機(jī)的在線檢測(cè)，測(cè)試節(jié)拍60s/臺(tái)?；陔姍C(jī)產(chǎn)線智能制造新模式質(zhì)量管理需要，在線檢測(cè)裝備需具有數(shù)據(jù)接口，檢測(cè)數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)交互，通過(guò)與質(zhì)量管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，保證檢測(cè)產(chǎn)品的溯源。依據(jù)GB/T1032—2012《三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和電機(jī)檢測(cè)工藝需要，電機(jī)在線檢測(cè)裝備檢測(cè)項(xiàng)目包括：冷態(tài)絕緣電阻、工頻耐電壓、繞組直流電阻、堵轉(zhuǎn)電流和堵轉(zhuǎn)損耗的測(cè)定，額定電壓、額定頻率時(shí)的空載電流、損耗和噪聲、溫度的測(cè)定。

2.2WMS系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)

（1）預(yù)收料區(qū)。設(shè)置1臺(tái)取號(hào)機(jī)，1套門禁系統(tǒng)，1臺(tái)液晶顯示屏，1套外形檢測(cè)和重量檢測(cè)裝置。收料理貨作業(yè)：送貨單掛號(hào)掃碼。（2）待檢區(qū)。設(shè)置51個(gè)托盤儲(chǔ)位，6個(gè)不合格儲(chǔ)位，15個(gè)已檢儲(chǔ)位，30個(gè)待檢儲(chǔ)位。數(shù)個(gè)顏色指示燈。檢驗(yàn)作業(yè)：通過(guò)手持終端刷新物料狀態(tài)，合格，亮綠燈，不合格，亮紅燈，待檢亮黃燈。（3）立體庫(kù)區(qū)。設(shè)置2臺(tái)60英寸液晶顯示屏，2套R(shí)FRD閱讀器和外形檢測(cè)裝置。1臺(tái)RGV穿梭車，4臺(tái)堆垛機(jī)，8排橫梁式貨架。入庫(kù)作業(yè)流程：檢驗(yàn)合格后將物料與托盤進(jìn)行信息綁定。WMS系統(tǒng)自動(dòng)分配庫(kù)區(qū)指定儲(chǔ)位，由RGV與堆垛機(jī)完成入庫(kù)。關(guān)鍵控制點(diǎn)：LED顯示此托盤物料檢驗(yàn)狀態(tài)，黃色-待檢、綠色-合格、紅色-不合格。（4）分揀中心區(qū)。設(shè)置1套拆疊盤機(jī)，1臺(tái)60英寸液晶顯示屏。1條料箱輸送暫存線，10組電子標(biāo)簽貨架。（5）AGV現(xiàn)場(chǎng)物流區(qū)。配置8臺(tái)AGV，其中3臺(tái)托盤頂升AGV，3臺(tái)料盒頂升AGV，2臺(tái)滾筒AGV。3個(gè)充電站。關(guān)鍵控制點(diǎn)：優(yōu)化最優(yōu)的物流路徑。業(yè)務(wù)流程：①出庫(kù)流程。WMS獲取出庫(kù)信息，堆垛機(jī)從既定儲(chǔ)位取出物料。再由AGV小車搬運(yùn)至生產(chǎn)工位。②物料檢選流程。接收MES指令，物料通過(guò)相關(guān)設(shè)備輸送至揀選工位。③料盒送產(chǎn)線流程。接收MES指令，由AGV搬運(yùn)至相應(yīng)產(chǎn)線。④托盤料和回庫(kù)流程?？胀斜P物料由AGV從工位送至循環(huán)線入庫(kù)口。通過(guò)掃碼后系統(tǒng)自動(dòng)分配儲(chǔ)位，由輸送線堆垛機(jī)完成回庫(kù)作業(yè)。空托盤則由輸送線送至疊盤機(jī)，空料盒送至接駁中心區(qū)暫存。

結(jié)語(yǔ)

本文基于智能制造新模式的檢測(cè)工藝，設(shè)計(jì)研制了一種電機(jī)在線檢測(cè)裝備，具有自動(dòng)化程度高、信息交互能力強(qiáng)等特點(diǎn)，裝備運(yùn)行穩(wěn)定、測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、重復(fù)性好、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，保障了高強(qiáng)度、快速作業(yè)下的電機(jī)質(zhì)量。裝備的研制和應(yīng)用為用戶企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量管理提供了設(shè)備支持和技術(shù)保障，通過(guò)技術(shù)性降本增效提高了用戶制造電機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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