發動機連桿毛坯自動檢測線的應用與改進

文/劉遠揚·白城中一精鍛股份有限公司

白城中中集一科精研鍛、開股份發、有生限產公、司銷是售國精內密鍛鍛造行件業為一體的技術密集型、知識密集型企業。自1993 年建廠以來，主要生產輕型小轎車發動機連桿毛坯等精密鍛件，最初采用德國鍛造生產工藝，以人工方式完成渦流檢測到包裝的工藝流程。近年來，隨著公司生產規模日益擴大，客戶對產品質量要求不斷提高，高質量大批量生產成為必然要求。我司在2015 年自主研發建立了4 條自動檢測線后，于2017年再次增加3 條連桿毛坯自動檢測線的同時，對檢測線應用也做了相應的改進。本文從“人工檢測線與自動檢測線工藝流程對比”“自動渦流檢測、稱重過程介紹”“自動檢測線與人工檢測線對比”及“自動檢測線的改進與優勢”幾方面做介紹。

人工檢測線與自動檢測線工藝流程對比

圖1 所示為人工檢測線工藝流程圖，圖2 所示為2015 年自動檢測線工藝流程圖。通過對比可發現自動檢測線和人工檢測線主要有以下區別：

圖1 人工檢測線工藝流程圖

圖2 2015 年自動檢測線工藝流程圖

⑴自動檢測線增加了產品識別檢測和毛坯厚度檢測兩個檢測項目，在撓度檢測之前和涂油之后各增加一個產品識別檢測，在撓度檢測工序增加厚度檢測項目；

⑵自動檢測線調整了檢測順序，將撓度檢測提到渦流檢測之前，將重量檢測提到探傷之前，而人工檢測線這兩個檢測項目是在外觀檢測工序完成；

⑶自動檢測線在撓度檢測、重量檢測、磁化、防銹油噴淋、防銹油吹干幾個工序實現自動化設備代替人工操作。

自動渦流檢測、稱重過程介紹

圖3 渦流檢測儀

圖4 自動稱重儀

的作用下產生機械變形時，其電阻值相應的發生變化)，性能穩定，溫度影響很小，精度高，壽命長。

檢測過程如下：

⑴工件進入進料輸送軌道，工件與工件有一定間隔，由光電感應PLC 控制輸送帶啟停，進入氣缸定位工位，輸送帶停止，進行橫向位置校正，然后由伺服輸送電機驅動輸送帶前進，工件進入渦流檢測工位，由定位擋板擋住，輸送帶停止，氣缸動作，進行橫向定位，確保工件在此工位位置的一致性，然后觸發渦流檢測主機檢測；

⑵渦流檢測完成后，前擋板松開，工件前進，進入剔除工位的同時定位擋板落下，不合格件橫向剔除，進入不合格品箱，若為合格工件，擋板抬起，工件進入稱重進料輸送帶，之后進入動態重量檢測輸送帶，再進入稱重分選剔除輸送帶，橫向剔除氣缸動作，實現超重、欠重件剔除，進入不合格品箱，合格件流入下序。

自動檢測線與人工檢測線對比

⑴增加產品識別裝置，避免混件現象發生。在自動檢測線入口和涂油機出口處，各增加了一臺照相機，排除人為因素影響，通過識別產品標識和特征形狀，來區分產品的類型；人工檢測線要靠人眼來識別，有些產品外形十分接近，只能通過產品標識區分，人眼容易疲勞，造成誤判，出現混件現象。

⑵自動彎曲厚度檢測代替人工檢，排除漏檢風險。自動檢測線增加了彎曲厚度檢測設備(圖5)，對連桿大頭厚度進行100%檢測，自動剔除厚度不合格件，可防止以下兩個問題的發生：①厚度不足件流入客戶，模鍛后毛坯尺寸偏薄沒有熱壓量或熱壓時能量過大，都將導致毛坯厚度不足，會導致客戶工件加工余量不足；②錘前未熱壓件流入客戶，熱壓工序在切邊工序之后，風冷工序之前，人工擺件進行熱壓，有可能漏壓，導致厚度過大件流入客戶。

圖5 彎曲厚度檢測設備

⑶自動稱重儀代替人工擺件電子稱稱重。自動檢測線采用自動稱重儀，檢測精度由原來的0.5g 提高到現在的0.1g，不滿足工藝要求重量的工件會被自動分選出來，防止人工漏檢情況發生。

⑷提升生產效率，降低勞動強度。自動檢測線探傷工序磁化工位實現自動上料、自動磁化，每次可磁化4 件，而人工線人工上料磁化設備(圖6)每次只能磁化1 件。自動線機器人上料磁化設備(圖7)保證磁化效果，提高生產效率，降低操作者勞動強度。

圖6 人工上料磁化設備

圖7 機器人上料磁化設備

⑸實現噴淋涂油并吹干，提高涂油質量。自動檢測線的防腐采用噴淋式涂油機，涂油后進行吹干，保證涂油均勻，油殘留少，降低操作者勞動強度。人工線在浸油槽中涂油，連桿桿部存油多，轉運箱箱底積油，污染客戶現場的現象偶有發生。

⑹實現工件周轉不落地，降低磕碰傷風險。人工檢測線工序間采用叉車周轉，自動檢測線工序間流轉通過傳送帶，工件周轉不落地。自動檢測線降低了操作者的勞動強度，同時也降低了鍛件中轉過程的磕碰傷風險。

⑺保證裝箱數量準確。自動檢測線在蠕動輸送線(圖8)控制系統里可以設置裝箱數量，在工件滿足設置數量時，蜂鳴器會報警提示。人工線在裝箱工作臺(圖9)人工計數，有時會有多件或少件的風險。

圖8 雙導軌蠕動輸送線

圖9 人工裝箱工作臺

自動檢測線的改進與優勢

圖10 所示為2017 年自動檢測線設備組成圖。圖11 所示為2017 年自動檢測線工藝流程圖，與圖2 所示2015 年自動檢測線相比主要有以下不同。

圖10 自動檢測線設備組成圖

圖11 2017 年自動檢測線工藝流程圖

⑴減少了一道產品識別工序。2015 年自動檢測線使用兩臺30 萬像素相機，滿足10m/min 的生產節拍流動檢測需求，該相機本身像素較低，功能單一，連桿毛坯特征點處若有油污或者其他雜物易判定為不合格，出現誤判現象。2017年自動檢測線使用200 萬像素相機進行產品識別，可以實現40m/min 的生產節拍流動檢測，自身功能強大全面，可以準確識別工件的特征點，屏蔽外界干擾，達到穩定檢測的效果。為此，保留一個產品識別工序可滿足檢測需求，減少產線使用空間，降低設備成本。

⑵蠕動輸送線由雙蠕動導軌改進為存放工件有效長度2 米的單條蠕動導軌。2015 年建雙導軌蠕動輸送線見圖8，導軌存放工件有效長度1.6 米，存放數量少，變換導軌橫向工作位置時故障率高，停機時間長，維修費用高。2017 年建單條導軌蠕動輸送線見圖12，解決了2015 年蠕動輸送線存在的問題，降低了整線故障率。

圖12 單導軌蠕動輸送線

⑶2015 年涂油機見圖13，產出工件表面防銹油多，雖滿足防腐要求，但防銹油用量大，污染轉運箱，有時污染客戶現場。主要原因是涂油輸送鏈較短，吹工件表面油的時間短，吹干效果不理想。2017 年涂油機見圖14，總長度增加2 米，涂油機增加油煙油霧凈化器。涂油鏈加長2 米，保證工件有效防腐，沒有多余油殘留。涂油機入口和出口為防止油煙油霧溢出，飄落到設備和地面上，污染現場環境，在涂油機入口和出口設收集罩，通過管道與油煙油霧凈化器連接，收集溢出的油煙油霧，經凈化后，沉降的油滴流回油箱再利用，既節約油料又保證了現場環境。

圖13 2015 年涂油機

圖14 2017 年涂油機

綜上所述，自動檢測線具備以下優勢：

⑴關鍵工位由設備代替人工檢測，降低漏檢風險；

⑵增加產品識別裝置，改進相機功能，避免混件發生；

⑶提高檢測精度，更好地保證質量；

⑷提升生產效率，降低勞動強度；

⑸實現噴淋涂油并吹干，保證涂油均勻，沒有多余油殘留；

⑹實現產品全線周轉不落地，降低磕碰傷風險；

⑺保證裝箱數量準確；

⑻自動檢測線探傷、裝箱工序各設有一組計數裝置，生產總數、每箱總數分別計數，數據可單獨清零；

⑼外觀檢測、磁粉探傷工位預留返修工件上線接口，便于返工件檢測；

⑽工件輸送線具有防堵塞報警、停車功能，前段停車，后段正常工作；

⑾涂油機防溢出油霧的凈化回收，傳送帶流轉工件代替柴油叉車周轉，改善了現場工作環境，保證員工健康。

結束語

未來，國內制造業將保持自動化高水平發展趨勢，基于客戶對連桿的機械性能、外觀、關鍵尺寸越來越高的要求，加快具有多種檢測功能的自動檢測線應用，是現代企業實現高速、連續大批量生產的必然結果。隨著公司市場份額的不斷擴大，會向市場提供更加優質的發動機連桿精鍛件產品，推進自動檢測線的改進與應用進程，不僅會使企業獲得更高生產效率，更是企業保持持續高質量發展的前提和途徑。