挖掘機制造在線檢測技術的應用

楊志遠

[久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308]

對挖掘機的整機性能實施檢測，不僅是出廠前的最后一道工序，也是挖掘機生產(chǎn)制造過程中最為關鍵的一道工序。正因如此，做好挖掘機檢測工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。如今，數(shù)字智能化生產(chǎn)早已成為生產(chǎn)制造企業(yè)的發(fā)展趨勢，在線檢測技術也成為挖掘機制造過程中不可或缺的重要檢測環(huán)節(jié)。

1 挖掘機整機性能檢測

挖掘機出廠前必須要對其整機性能實施檢測，這是判斷挖掘機是否具備出廠條件的關鍵工序。目前在挖掘機整機性能檢測方面，依據(jù)的是國家頒布的液壓挖掘機實驗條例以及企業(yè)產(chǎn)品標準條例。

主要的檢測項目包括：挖掘機動臂提升與下降的時間/s；挖掘機斗桿打開與閉合的時間/s；挖掘機鏟斗打開與閉合的時間/s；挖掘機發(fā)動機的低速、中速以及高速/(r/min)；挖掘機液壓油的溫度/℃；挖掘機行走時的低速與高速/s；挖掘機左右回轉的速度/(r/min)；挖掘機的工作壓力、二次壓力、先導壓力/MPa。

2 挖掘機制造在線檢測技術的應用

要想充分發(fā)揮出在線檢測技術的作用，做好整機性能的檢測工作，就必須做好在線檢測技術方案的布局。因此，應該從做好工藝的整體布局入手。工藝布局如圖1所示。裝配車間由分裝線、上下車線以及合車線組合而成，依據(jù)工廠的生產(chǎn)綱領，在合車線的尾部設置有兩個整機性能的在線檢測工位。

圖1 在線檢測系統(tǒng)工藝布局示意圖Fig.1 Process layout of online detection system

在線檢測系統(tǒng)的組成結構如圖2所示，其中數(shù)據(jù)采集發(fā)送系統(tǒng)負責采集相關的測量信號，并且利用無線方式將采集到的信息傳送到移動操作平臺上。無線移動顯示操作提示系統(tǒng)能夠清楚地顯示出挖掘機的整機測試工序流程，并且利用無線采集模塊與ZigB來實時分析獲取的相關信息。移動測試處理及系統(tǒng)軟件能夠實時存儲、分析并且顯示出數(shù)據(jù)信息。

圖2 在線檢測系統(tǒng)的組成Fig.2 Composition of online detection system

主要的工作參數(shù)配置如下：第一，采集通道能夠支持12路模擬量的采集、2路頻率的采集，并且能夠自動識別模擬量的系統(tǒng)類型。第二，傳感器主要包括以下幾個部分：壓力傳感器(4個)；溫度傳感器(1個)；發(fā)動機轉速傳感器(1個)；風扇轉速傳感器(1個)；計數(shù)傳感器(2個)。第三，無線發(fā)送控制盒是利用ZigB的通訊方式對抗電磁干擾進行設計。第四，壓力傳感器的快速相應時間≤1 ms，精確度范圍不得超過0.25 FS。傳感器控制箱為自動識別，大大地提高了現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量的靈活性與可靠性。第五，溫度傳感器本身的溫度測量范圍應該控制在-25℃～125℃，精確度范圍不得超過±1.5℃。第六，發(fā)動機的轉速傳感器使用燃油噴射脈動傳感，能夠測量?4～8 mm的燃油管徑、400～600 r/min的測量范圍。

整個系統(tǒng)采取的是實時檢測方式，即通過工業(yè)無線AP傳輸數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)，將采集到的信號與無線網(wǎng)絡、MES相互連接。如果對其具體的工作原理加以剖析，則可用圖3進行直觀表示，即通過傳感器將工作裝置的時間、行走的高低度、工作的壓力、液壓油的溫度等內(nèi)容轉換成為相應的電信號，處理、放大這部分電信號后，利用AD轉換電路實現(xiàn)數(shù)字信號的轉變，再使用SPC分析功能對設備存儲的批量測試數(shù)據(jù)和分析結果加以統(tǒng)計分析，輸出評價結果，并將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。

圖3 在線檢測系統(tǒng)的工作原理Fig.3 Working principle of online detection system

基于上述在線檢測技術的總體方案布局，在挖掘機的制造過程中在線檢測系統(tǒng)能夠具備產(chǎn)品管理、測試流程配置、數(shù)據(jù)檢索、傳感器校準等諸多功能，同時可依據(jù)不同的車型為其定制相匹配的測試流程，對測試限定值加以確定，對所測試的信息加以存檔，生成各種報表，以方便后期檢索與導出使用。

整機性能測試的工藝流程包括：第一，將數(shù)采系統(tǒng)安裝在挖掘機的固定位置上，掃描挖掘機的編號后獲得車輛相關信息，正式進入自動化測量流程。第二，結合屏幕窗口顯示的相應信息，如當前的實際測試步、壓力、轉速、溫度等進行后續(xù)操作。第三，在線檢測系統(tǒng)根據(jù)測試步的相關數(shù)據(jù)與判定標準，自動輸出所判定的實際結果。第四，如果測試結果顯示合格，則自動進入到下一步的測試中；如果測試結果顯示不合格，則會重新彈出測試選項，繼續(xù)按照預定的流程重新開始測試工作。第五，測試完成后得到的所有數(shù)據(jù)都將在數(shù)據(jù)庫中存儲，并且將測試報告打印整理妥當。

在線檢測技術在挖掘機整機性能測試中的應用不僅更加簡單、便捷，功能也更加直觀，只需要根據(jù)顯示器的提示一步步進行操作，便可以快速地得到相對準確的檢測數(shù)據(jù)，大大地提高了整體的檢測技術水平，保證了掘進機的最終質量。

3 結語

先進的在線檢測技術不僅能夠擺脫傳統(tǒng)檢測效率過低、過分依賴人工測試者技能的落后手工藝手段，還能夠大大提高挖掘機整機性能的檢測水平，提升制造企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，對打造智能化生產(chǎn)制造工藝流程也有著積極的意義。